KR102335894B1 - 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류 - Google Patents

Abstract

치과 교정 장치 고정용 미니 스크류가 개시된다. 개시된 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류는 헤드부, 무나사부, 나사부 및 드릴부를 이 순서대로 포함한다.

Description

치과 교정 장치 고정용 미니 스크류{Mini-screw for fixing orthodontic appliance}

치과 교정 장치 고정용 미니 스크류가 개시된다. 보다 상세하게는, 양면피질 삽입용으로 제작되어 내구성, 고정력 및 안정성이 향상된 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류가 개시된다.

치과에서 사용하는 장치 중에 입천장에 티타늄 미니 스크류로 고정되어야 하는 장치들이 있다. 이러한 장치로는, 예를 들어, 좁은 입천장을 확장하는 구개 확장 장치(palatal expansion appliance), 치아 이동을 보조하기 위하여 입천장에 고정하는 고정원 장치(anchorage device) 등이 있다.

입천장을 형성하는 뼈는 비강의 바닥을 형성하는 뼈와 동일하다. 입천장 뼈는 상악골의 입천장 돌기(palatine process of maxillary bone)와 구개골의 수평돌기(horizontal process of palatine bone)로 이루어진다.

또한, 입천장 뼈는 바깥쪽에 위치한 단단한 치밀골(cortical bone) 및 안쪽에 위치한 상대적으로 무른 수질골(marrow bone)을 포함한다. 보통 뼈는 치밀골이 안팎으로 있고, 안쪽에 수질골이 있는데, 얇은 갈비뼈의 단면을 연상하면 쉽게 이해할 수 있다. 이는 도 2를 참조하면 쉽게 이해될 수 있다.

도 1은 입천장 뼈(10)의 정단면도이다.

도 1을 참조하면, 입천장 뼈(10)는 치밀골(11a, 11b) 및 수질골(12)를 포함한다.

수질골(12)을 사이에 두고 양쪽에 치밀골(11a, 11b)이 형성되어 있다.

입천장 뼈(10)에는 치아(25)가 결합되어 있다.

또한, 도 1에서 MPS는 정중 구개 봉합부(midpalatal suture area)를 나타낸다.

입천장 뼈에 장치를 안정적으로 고정하기 위해서는 미니 스크류를 입천장 뼈에 고정시킬 때, 두 겹의 치밀골을 관통하여 식립하여야 한다(bicortical insertion). 미니 스크류가 한쪽의 치밀골만 관통하여 스크류의 말단이 수질골에 머무르게 되면 안정성이 떨어지게 된다(도 2의 (b) 참조). 왜냐하면, 미니 스크류에 의해 고정된 장치에 구강내에서 다양한 외력이 가해지게 되는데, 그때 발생한 압력은 스크류에 전달되고, 한쪽의 치밀골만 관통한 스크류는 스크류의 말단부에 무른 수질골에 있어서 외력이 가해질 때 동요(動搖)와 탈락이 발생할 가능성이 높기 때문이다. 따라서, 미니 스크류가 안팎의 두 겹의 치밀골을 모두 관통하여 고정되는 것이 장치를 안정적으로 고정시키는데 유리하다(도 2의 (a) 참조).

도 2는 입천장 뼈에 삽입하는 방식에 따른 종래의 2종의 미니 스크류(30, 40)를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2의 (a)는 양면피질 삽입(bicortical insertion) 방식을 나타낸 도면이고, 도 2의 (b)는 편면피질 삽입(mono-cortical insertion) 방식을 나타낸 도면이다.

도 2의 (a)를 참조하면, 미니 스크류(30)를 양면피질 삽입하면 플레이트(20), 외측 치밀골(11a), 수질골(12) 및 내측 치밀골(11b)를 차례로 관통하여 고정되므로 고정력이 강한 이점을 갖는다.

도 2의 (b)를 참조하면, 미니 스크류(40)를 편면피질 삽입하면 플레이트(20), 외측 치밀골(11a) 및 수질골(12)을 차례로 관통하되, 말단부가 내측 치밀골(11b)을 관통하지 않은 상태에서 수질골(12)내에 위치하므로 고정력이 약한 단점을 갖는다.

치과에서 주로 사용되는 미니 스크류는 스크류 말단에 뼈를 절삭할 수 있는 절삭날이 형성되어 있다. 그런데, 절삭날이 형성된 첫번째 나사산(즉, 미니 스크류의 말단에 위치한 나사산)은 둘레가 매우 좁아서, 절삭날이 형성된 후 남아 있는 나사산이 매우 좁고 뾰족하게 된다. 이것은 처음에 뼈의 치밀골에 접근하여 스크류가 진입할 때는 날카롭고 뾰족한 형상이 단단한 치밀골을 파고들기에 유리한 면이 있다. 그런데, 첫번째 치밀골을 파고드는 동안, 날카롭고 뾰족한 첫번째 나사산의 형태가 무뎌지거나, 부러지게 될 가능성이 있다. 일단, 부러지게 되면, 비록 끝부분이 부러진 미니 스크류라도 골질이 부드러운 수질골로 진입할 때에는 문제가 없으나, 두번째 치밀골을 관통해야 할 경우에는 치밀골을 파고드는 기능과 절삭기능을 많이 상실하게 되므로, 안정적인 고정을 위하여 두 겹의 치밀골을 관통하여 고정하는 것(bicortical insertion)이 어려워진다.

본 발명의 일 구현예는 양면피질 삽입용으로 제작되어 내구성, 고정력 및 안정성이 향상된 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류를 제공한다.

본 발명의 일 측면은,

헤드부, 무나사부, 나사부 및 드릴부를 이 순서대로 포함하는 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류를 제공한다.

상기 헤드부는 원형, 육각형, 사각형 또는 삼각형의 외형, 및 십자형 홈, 일자형 홈, 사각홈, 삼각홈 또는 별모양 홈을 가질 수 있다.

상기 무나사부의 길이는 상기 나사부의 길이보다 짧거나 같을 수 있다.

상기 드릴부의 길이는 상기 나사부의 길이보다 짧거나 같을 수 있다.

상기 나사부와 상기 드릴부의 총 길이는 8~16mm일 수 있다.

상기 드릴부의 직경은 상기 나사부의 직경보다 작을 수 있다.

상기 드릴부의 날끝각은 45~120°일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따른 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류는 입천장에 존재하는 양면 치밀골(bicortical bone)을 스크류의 파손없이 관통하여 안정적인 양면피질 삽입(bicortical insertion)을 구현할 수 있다.

도 1은 입천장 뼈의 정단면도이다.
도 2는 입천장 뼈에 삽입하는 방식에 따른 종래의 2종의 미니 스크류를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 참고예에 따른 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류의 일 부분을 확대하여 도시한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류를 상세히 설명한다.

본 명세서에서, "구개 확장 장치(口蓋擴張裝置; palatal expansion appliance)"란 치과에서 부정교합을 치료하거나 이비인후과 영역에서 비호흡(脾呼吸)을 개선하기 위해 사용되는 것으로, 좁은 입천장(구개, 口蓋)의 폭경을 확장하기 위한 장치를 의미한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류는, 예를 들어, 한국공개특허공보 제10-2017-0071392호에 개시된 구개 확장 장치에 사용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류는 한국공개특허공보 제10-2017-0071392호에 개시된 구개 확장 장치의 일 구성요소인 뼈나사 대신에 사용될 수 있다. 한국공개특허공보 제10-2017-0071392호는 그 전체가 인용에 의하여 본 명세서에 통합된다.

도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(100)를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(100)는 헤드부(110), 무나사부(unthreaded portion)(120), 나사부(threaded portion)(130) 및 드릴부(140)를 이 순서대로 포함한다.

치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(100)는 그 전체가 티타늄으로 제작된 것일 수 있다.

헤드부(110)는 상기 헤드부는 원형, 육각형, 사각형 또는 삼각형의 외형, 및 십자형 홈, 일자형 홈, 사각홈, 삼각홈 또는 별모양 홈을 가질 수 있다. 이에 따라 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(100)를 치과 교정 장치(미도시)의 뼈나사홀(미도시)에 삽입한 후 상기 홈에 드라이버를 삽입하여 일방향으로 회전시키면 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(100)가 스크류 드라이버 회전방향으로 회전함으로써 양면피질 삽입(bicortical insertion)을 구현하여 치과 교정 장치를 환자의 입천장 뼈에 파손없이 단단하고 안정적으로 고정시킬 수 있다.

무나사부(120)는 치과 교정 장치의 뼈나사홀에 체결되는 부분이다. 만일, 무나사부(120)를 없애고 나사부(130)를 무나사부(120) 형성 부분까지 연장하여 형성하게 되면, 추가 나사산 형성으로 인해 가공시간이 늘어날 뿐만 아니라 치과 교정 장치의 뼈나사홀과의 불필요한 마찰이 발생하거나, 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(100)의 구조적 안정성(비틀림힘에 대한 부러짐 저항력)에 부정적 효과가 발생할 수 있다.

또한, 무나사부(120)의 길이(L1)는 나사부(130)의 길이(L2)보다 짧거나 같을 수 있다.

나사부(130)는 외측 치밀골 및 그의 내측에 위치한 수질골을 관통하는 부분이다(도 1 및 도 2 참조). 구체적으로, 나사부(130)는 치과 교정 장치를 입천장 뼈에 고정시키기 위해 사용될 때, 일단부가 수질골에 고정되고, 타단부가 외측 치밀골에 고정되도록 구성될 수 있다(도 2 참조). 그러나, 나사부(130)는 뼈의 형상과 두께에 따라서 일단부가 내측 치밀골에 고정되고, 타단부가 외측 치밀골에 고정되도록 구성될 수 있다.

드릴부(140)는 두 겹의 치밀골 및 이들 사이에 위치한 수질골을 관통하는 부분이다(도 1 및 도 2 참조). 구체적으로, 드릴부(140)는 일단부가 내측 치밀골에 고정되고, 타단부가 수질골에 고정되도록 구성될 수 있다(도 2 참조). 그러나, 드릴부(140)는 뼈의 형상과 두께에 따라서 일단부는 내측 치밀골을 관통하고 타단부가 내측 치밀골에 고정될 수도 있고, 일단부와 타단부 모두 내측 치밀골을 관통하여 하방의 나사부(130)가 내측 치밀골에 고정될 수도 있다.

또한, 드릴부(140)는 단단한 치밀골을 용이하게 절삭하고 관통하도록 구성되어 두 겹의 치밀골을 모두 안정적으로 관통함으로써, 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(100)를 입천장 뼈에 용이하게 고정시킬 수 있다(bicortical insertion). 이는 드릴부(140)가 첫번째 치밀골을 파고드는 동안 드릴날의 형태가 무뎌지거나 부러지게 될 가능성을 현저하게 감소시켜 두번째 치밀골을 관통하는 기능도 잘 유지되기 때문이다.

또한, 드릴부(140)의 길이(L3)는 나사부(130)의 길이(L2)보다 짧거나 같을 수 있다.

드릴부(140)의 직경은 나사부(130)의 직경보다 작을 수 있다. 이에 따라 드릴부(140)가 두 겹의 치밀골 및 이들 사이에 위치한 수질골을 관통하는데 필요한 힘(즉, 회전력)이 줄어들 뿐만 아니라, 외측 치밀골, 수질골 및 내측 치밀골의 손상을 최소화할 수 있다.

또한, 드릴부(140)의 날끝각은 45~120°일 수 있다. 이에 따라 드릴부(140)가 두 겹의 치밀골 및 이들 사이에 위치한 수질골을 관통하는데 필요한 힘(즉, 회전력)이 줄어들 뿐만 아니라, 외측 치밀골, 수질골 및 내측 치밀골의 손상을 최소화할 수 있다.

나사부(130)와 드릴부(140)의 총 길이(L2 + L3)는 상기 나사부와 상기 드릴부의 총 길이는 적용하고자 하는 입천장뼈의 두께에 따라서 다양하며, 예를 들어, 8~16mm일 수 있다.

만일, 도 3의 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(100)에서, 나사부(130)가 생략되고 드릴부(140)가 나사부(130)까지 연장되게 형성되게 되면(즉, 드릴부만 있고 나사산이 없으면), 이러한 구조를 갖는 미니 스크류는 측면에서 가해지는 힘에 대한 저항력이 저하되고 수직으로 당겨지는 힘에는 저항력이 거의 사라져서 위로 뽑으면 그대로 뽑히게 된다.

만일, 도 3의 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(100)에서, 드릴부(140)가 생략되고 나사부(130)가 드릴부(140)까지 연장되게 형성되게 되면(즉, 나사산만 있고 드릴부가 없으면), 이러한 구조를 갖는 미니 스크류는 입천장 뼈에 심어질 경우 뼈조직을 너무 강하게 밀어내며 압력을 가하게 됨으로써, 해당 부위의 뼈가 오히려 흡수가 일어나기 쉬운 상태가 되며, 인접 뼈에 미세한 골절선을 유발하여 장기적으로 미니 스크류의 안정성이 저하된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 미니 스크류와 별개의 파일롯 드릴을 사용하여 먼저 타공한 후, 그 구멍에 미니 스크류를 끼워 심기도 하는데, 이는 작업이 번거로울뿐만 아니라 파일롯 드릴과 미니 스크류를 번갈아 심는 과정에서 고정시키고자 하는 치과 교정 장치가 제 위치에 온전히 고정되지 않고 위치가 틀어지거나, 파일롯 드릴로 타공한 구멍에 미니 스크류를 잘못 정렬해서 심게 되면 파일롯 드릴을 이용한 타공을 안 하니만 못하게 미니 스크류가 헐겁게 심어지거나 엉뚱한 곳에 심어지게 되는 일이 발생할 수 있다.

헤드부(110), 무나사부 (120), 나사부 (130) 및 드릴부(140)는 일체로 형성될 수 있다.

도 4는 참고예에 따른 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(200)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(200)의 일 부분을 확대하여 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(200)는 헤드부(210), 무나사부(220), 나사부(230) 및 절삭부(240)를 이 순서대로 포함한다.

도 5를 참조하면, 절삭부(240)는 나사부(230)의 일부를 절개하여 제작된 것일 수 있다.

절삭부(240)는 매우 좁고 뾰족한 절삭날을 포함하는데, 이것은 처음에 첫번째 치밀골에 접근하여 스크류가 진입할 때는 날카롭고 뾰족한 형상이 단단한 치밀골을 파고들기에 유리한 면이 있다. 그런데, 첫번째 치밀골을 파고드는 동안, 날카롭고 뾰족한 절삭날의 형태가 무뎌지거나, 부러지게 될 가능성이 있다. 일단, 부러지게 되면, 미니 스크류는 수질골을 진입할 때는 문제가 없으나, 두번째 치밀골을 관통해야 할 경우에는 치밀골을 파고드는 기능과 절삭기능을 많이 상실하게 되므로, 안정적인 고정을 위하여 두 겹의 치밀골을 관통하여 고정(bicortical insertion)하는 것이 어렵게 된다.

본 발명의 일 구현예에 따른 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(100)는 상술한 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류(200)의 문제점을 해결함으로써, 두 겹의 치밀골을 관통하여 구개 확장 장치나 기타 교정장치를 고정하는 것에 필요한, 입천장에 적용하는 미니 스크류의 기능성과 안정성을 개선할 수 있다.

본 발명은 도면을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 구현예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류 110: 헤드부
120: 무나사부 130: 나사부
140: 드릴부

Claims (7)

1. 헤드부, 무나사부, 나사부 및 드릴부를 이 순서대로 포함하고,
   상기 드릴부의 날끝각은 45~120°이고,
   상기 헤드부는 원형, 육각형, 사각형 또는 삼각형의 외형, 및 십자형 홈, 일자형 홈, 사각홈, 삼각홈 또는 별모양 홈을 가지고,
   상기 무나사부의 길이는 상기 나사부의 길이보다 짧거나 같고,
   상기 드릴부의 길이는 상기 나사부의 길이보다 짧거나 같고,
   상기 나사부와 상기 드릴부의 총 길이는 8~16mm이고,
   상기 드릴부의 직경은 상기 나사부의 직경보다 작고,
   상기 드릴부에서는 측면에서 가해지는 힘에 대한 저항력이 저하되고 수직으로 당겨지는 힘에는 저항력이 사라지는 치과 교정 장치 고정용 미니 스크류.
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