KR102418760B1 - 착탈형 치과용 임플란트 시스템 - Google Patents

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허영구
김진태
박정호
조영우
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주식회사 네오바이오텍
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Abstract

착탈형 치과용 임플란트 시스템은 픽스츄어, 뿔대 형상의 외부 경사면 및 상부가 개방된 내부 공간을 제공하는 어버트먼트 및 어버트먼트와 보철물 사이에 개재되어 그 자체로 보철물을 어버트먼트에 고정하는 크라운 매개체를 포함하며, 상기 크라운 매개체는 외부 경사면과 면접촉하는 제1 밀착 경사면을 제공하여 어버트먼트를 수용할 수 있는 수용 공간 및 수용 공간의 천장에서부터 하방으로 연장되어 어버트먼트의 내부 공간으로 진입하며 어버트먼트에 단부가 고정되는 거리 고정부를 포함할 수 있다.

Description

착탈형 치과용 임플란트 시스템{DETACHABLE DENTAL IMPLANT SYSTEM}
본 발명은 치과용 임플란트 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 인공치아 등의 보철물에 스크류 홀을 형성하지 않고도 보철물을 용이하게 장착 또는 분리할 수 있으며, 보철물로 가해지는 다양한 충격 이벤트에 의해서 보철물이 어버트먼트로부터 탈락되는 것을 방지할 수 있는 착탈형 치과용 임플란트 시스템에 관한 것이다.
종래의 치과용 임플란트 시스템은 치조골에 식립되는 픽스츄어, 픽스츄어에 고정되는 어버트먼트 및 어버트먼트에 접합되는 보철물을 포함할 수 있다. 보철물은 인공치아로서 치과용 시멘트 등의 접착제에 의해서 어버트먼트와 일체로 결합되며, 보철물에는 스크류 홀을 형성하여 어버트먼트와 함께 보철물을 픽스츄어에 고정 또는 분리할 수 있다. 한국등록특허 제10-0537219호 등을 보면, 어버트먼트를 픽스츄어에 위치시킨 상태에서 시멘트로 어버트먼트와 보철물을 결합하고, 보철물에 형성된 스크류 홀을 이용하는 방법이 개시되어 있다.
종래의 치과용 임플란트 시스템은, 예를 들어, 연결나사의 파절이나 다른 여러 다양한 이유로 치과 현장에서 인공치아, 어버트먼트, 픽스츄어 등을 수리하거나 교체해야 하는 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 인공치아에 연결나사와 이어지게 스크류 홀을 다시 뚫는 작업, 연결나사를 풀거나 제거하는 작업, 인공치아, 어버트먼트 등을 교체하는 작업, 연결나사를 다시 체결하는 작업, 뚫린 구멍을 레진 등으로 다시 메꾸는 작업 등이 필요할 수 있다.
이와 관련하여, 한국등록특허 제10-2323729호에는 치과용 임플란트 시스템이 개시되어 있다. 상기 치과용 임플란트 시스템은 캡에 수직으로 스크류 홀이 형성되어 있으며, 어버트먼트의 외면으로 C-링 형상의 이탈방지부 및 링-형상의 실링부가 제공되어 캡과 어버트먼트 간의 완전한 밀착을 방해할 수 있다.
또한, 이탈방지부와 실링부가 어버트먼트의 외면에서 둘레를 따라 형성되어 상대적으로 넓은 면적을 차지하기 때문에, 어버트먼트를 5mm 또는 그 이하의 치수로 소형으로 형성하는 경우에는 충분한 면접촉을 형성할 수가 없다.
이탈방지부를 오차 없이 만들지 않는 이상 어버트먼트와 캡 간의 면접촉을 형성할 수 없다. 예를 들어, 이탈방지부가 미세하게라도 크거나 비틀리게 되면 어버트먼트와 캡 간의 간격이 형성되며, 이탈방지부가 미세하게 작으면 어버트먼트와 캡 간의 결합이 흔들릴 수 있기 때문이다.
본 발명은 보철물에 스크류 홀을 형성하지 않고서도 면접촉만으로 어버트먼트와 보철물을 결합할 수 있으며, 보철물을 픽스츄어가 아닌 어버트먼트의 구조로부터 용이하게 분리하여 수리 또는 교체 등을 할 수 있는 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 제공한다.
본 발명은 면접촉을 이용한 결합에서 결합력을 최대한 개선할 수 있는 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 제공한다.
본 발명은 면접촉에 의한 결합력에 추가로 보철물의 순간적인 들뜸을 방지할 수 있는 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 제공한다.
본 발명은 픽스츄어의 식립된 상태가 기울어지거나 2개 이상의 픽스츄어를 브릿지로 연결할 때에도 별도의 보철물이 어버트먼트의 축방향과 일치한 방향으로 이동하지 않아도 보철물의 분리 및 장착이 용이한 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 제공한다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 착탈형 치과용 임플란트 시스템은 픽스츄어, 뿔대 형상의 외부 경사면 및 상부가 개방된 내부 공간을 제공하는 어버트먼트 및 어버트먼트와 보철물 사이에 개재되어 그 자체로 보철물을 어버트먼트에 고정하는 크라운 매개체(crown media)를 포함하며, 상기 크라운 매개체는 외부 경사면과 면접촉하는 제1 밀착 경사면을 제공하여 어버트먼트를 수용할 수 있는 수용 공간 및 수용 공간의 천장에서부터 하방으로 연장되어 어버트먼트의 내부 공간으로 진입하며 어버트먼트에 단부가 고정되는 거리 고정부를 포함할 수 있다.
크라운 매개체와 어버트먼트는 면접촉에 의한 결합 및 거리 고정부에 의한 결합에 의해서 결합될 수 있으며, 거리 고정부는 크라운 매개체와 어버트먼트 간의 결합 거리를 제한하여 외부 경사면과 제1 밀착 경사면 간의 들뜸을 방지할 수 있다.
따라서, 크라운 매개체와 어버트먼트는 시멘트나 접착제 없이 상호 결속될 수 있으며, 보철물에 스크류 홀을 형성하지 않고도 보철물을 어버트먼트에 분리 가능하게 결합할 수 있다.
픽스츄어와 어버트먼트는 나사 결합에 의해서 결합될 수 있으며, 결합방식은 인터널 방식 또는 익스터널 방식으로 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
외부 경사면은 뿔대 형상으로 형성될 수 있으며, 여기서 뿔대 형상이라 함은 원뿔대(truncated cone) 또는 각뿔대(truncated pyramid)의 형상을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
어버트먼트의 내부 공간에는 역뿔대 형상의 내부 경사면이 내벽으로 형성될 수 있다. 크라운 매개체의 천장에는 거리 고정부의 주변으로 링형 돌출부가 형성될 수 있으며, 링형 돌출부는 내부 경사면에 면접촉하는 제2 밀착 경사면을 외면으로 제공할 수 있다.
본 실시예에서 외부 경사면과 내부 경사면은 다른 높이로 형성될 수 있으며, 내부 경사면의 하단이 외부 경사면의 하단보다 높이 위치하도록 할 수 있다. 내부 경사면과 제2 밀착 경사면 간의 걸리는 위치가 외부 경사면과 제1 밀착 경사면 간의 걸리는 위치가 상이하여 상호 이탈을 저항할 수 있다.
일 예로, 어버트먼트의 상단에서 내부 경사면의 하단까지의 높이(h1)는 내부 경사면의 하단에서 외부 경사면의 하단까지의 높이(h2)보다 짧도록 할 수 있다.
어버트먼트의 중심축에 대한 외부 경사면의 각도(θ1) 및 내부 경사면의 각도(θ2)는 4도~15도로 형성할 수 있다. 경사면의 각도(θ1, θ2)는 방향이 반대이지만 양수로 이해될 수 있으며, 그 각도가 4도보다 작으면 보철물과 어버트먼트가 거의 축방향으로만 결합되어야 하기 때문에 시스템의 난이도가 과도하게 증가하며, 그 각도가 15도보다 크면 보철물과 어버트먼트 간의 결합력이 약화되어 작은 외력에도 보철물이 어버트먼트로부터 쉽게 이탈될 수 있다. 참고로, 본 명세서에서 경사면의 각도는 어버트먼트의 중심축을 통과하는 단면을 기준으로 하며, 상하 무관하게 중심축에 대한 예각으로 이해될 수 있다.
또한, 어버트먼트의 중심축에 대한 외부 경사면의 각도(θ1) 및 내부 경사면의 각도(θ2)는 대략 3도 이내의 편차로 형성되도록 할 수 있다.
거리 고정부는 단부에 돌기 또는 홈이 형성된 기둥 형상으로 제공될 수 있으며, 내부 공간에는 거리 고정부의 돌기 또는 홈에 맞물리는 홈 또는 돌기가 형성될 수 있다.
또한, 거리 고정부는 단부에 탄성 레그가 형성된 원통 형상으로 제공될 수 있으며, 탄성 레그의 단부에 돌기가 형성되고, 내부 공간의 내벽에는 탄성 레그의 돌기와 맞물리는 홈이 형성될 수 있다.
탄성 레그와 맞물리는 홈의 아래로 내부 공간의 하부에는 암나사부가 형성될 수 있으며, 어버트먼트 외에도 임프레션 코핑 등을 임시로 고정할 때에는 거리 고정부를 일일이 형성하지 않아도 암나사부에 맞는 부속을 고정시킬 수 있다.
외부 경사면의 하부에는 외부 경사면의 각도(θ1)보다 작은 경사각으로 형성된 실링 경사면이 더 형성될 수 있다.
본 발명의 착탈형 치과용 임플란트 시스템은 보철물과 어버트먼트를 영구적으로 접착하지 않으며, 보철물과 어버트먼트를 결합함에 있어서도 스크류를 이용하지 않기 때문에 보철물에 스크류 홀을 형성할 필요가 없다.
본 발명의 착탈형 치과용 임플란트 시스템은 보철물을 어버트먼트로부터 용이하게 분리할 수 있으면서, 뜻하지 않은 이벤트로 보철물이 분리되는 것을 방지할 수 있어야 한다. 이를 위해, 본 발명의 입체적인 면접촉의 의한 결합과 거리 고정부를 이용한 거리 제한을 이용하여 그 목적으로 달성할 수 있다.
면접촉만으로는 보철물의 탈락을 온전히 방지할 수 없었기에, 본 발명에서는 거리 고정부를 어버트먼트의 외면이 아닌 내부에 위치시킴으로써 거리 고정부가 외력에 의해 영향을 받지 않도록 할 수 있으며, 거리 고정부를 크라운 매개체와 결합하거나 일체로 형성하여 크라운 매개체의 높이와 폭 등의 사이즈를 약 5mm 의 소형으로도 제작이 가능할 수 있다. 크라운 매개체를 소형으로 제작할 수 있기 때문에, 앞니와 같은 작은 치아의 임플란트에서도 적용이 가능하다.
본 발명의 착탈형 치과용 임플란트 시스템은 내외부 경사면과 거리 고정부로 인해 크라운 매개체를 소형으로 형성할 수 있으면서도, 거리 고정부에 의한 거리 제한으로 면접촉을 이용한 결합력을 최대한 개선할 수 있다. 크라운 매개체와 어버트먼트를 상대적으로 짧게 만들어도 측방향 압력에도 잘 견딜 수 있으며, 매개체를 삭제할 필요도 없다.
또한, 크라운 매개체에 거리 고정부가 뿌리를 두고 고정되기 때문에, 크라운 매개체 및 보철물이 어버트먼트에 접근할 때 거리 고정부의 단부가 부분적으로 어버트먼트의 내부 공간 또는 내부 경사면을 타고 변형되면서 축방향 이외의 경사진 방향으로의 접근도 가능할 수 있다.
본 발명은 면접촉에 의한 결합력에 추가로 보철물의 순간적인 들뜸을 방지할 수 있는 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 제공한다. 외부 또는 내부 경사면을 이용하여 픽스츄어의 식립된 상태가 기울어지거나 2개 이상의 경사지게 식립된 픽스츄어를 브릿지로 연결할 때에도 별도의 보철물이 어버트먼트의 축방향과 일치한 방향으로 이동하지 않아도 보철물의 분리 및 장착이 용이할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 단면을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 결합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 크라운 매개체를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7의 크라운 매개체를 이용한 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 결합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 단면을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 도 10의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 10의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 결합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 다른 사용례를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 단면을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 1의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 4 및 도 5는 도 1의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 결합 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 1의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템(100)은 픽스츄어(110), 어버트먼트(120) 및 크라운 매개체(140)를 포함할 수 있다. 픽스츄어(110)는 치조골에 식립되는 구조이며, 픽스츄어(110)가 식립되면 그 상부로 어버트먼트(120) 및 인공치아인 보철물(20)과 일체로 접합된 크라운 매개체(140)가 고정될 수 있다. 픽스츄어(110), 어버트먼트(120), 크라운 매개체(140) 등은 티타늄 재질을 이용하여 형성될 수 있으며, 보철물(20)은 복합 레진이나 세라믹 등을 이용하여 형성될 수 있다.
본 실시예에서 어버트먼트(120)는 인터널 방식으로 픽스츄어(110)와 결합될 수 있으며, 아래를 향해 테이퍼진 몸체(126)를 중심으로 상부로는 크라운 매개체(140)가 결합될 수 있고, 하부로는 수나사(128)가 형성될 수 있다.
픽스츄어(110)는 치조골에 식립되기 때문에 환자의 신체 조건이나 수술 조건에 따라 다양한 변수에 영향을 받을 수 있으며, 식립된 이후에도 안정화되는 과정에서도 그 식립된 위치나 각도 등이 변경될 수 있다. 예를 들어, 교합력에 의해 픽스츄어의 골유착의 조건이 변경될 수 있다.
따라서 본 실시예에서는 어버트먼트(120)가 별도로 제공될 수 있으며, 픽스츄어(110)가 식립된 이후에 어버트먼트(120)가 픽스츄어(110)에 나사 결합으로 고정될 수 있다. 환자의 구강 구조, 픽스츄어의 식립된 조건 등을 다양하게 고려하여, 시술자는 어버트먼트(120)의 종류나 치수 등을 추후에 결정할 수 있으며, 최초의 설계가 그대로 유지될 수도 있지만 최초 설계와 다르게 변경될 수 있다.
어버트먼트(120)의 상부는 뿔때 형상의 외부 경사면(122) 및 상부가 개방된 내부 공간(130)을 제공할 수 있다. 종래의 어버트먼트에서도 내부 공간에 대응하는 공간이 존재하지만, 종래의 어버트먼트에서 해당 공간은 보철물을 거쳐 스크류가 통과하기 위한 공간인 반면, 본 실시예에서 내부 공간(130)은 거리 고정부(160)가 진입하여 크라운 매개체(140)와 어버트먼트(120) 간의 거리를 유지하기 위한 공간으로 사용될 수 있다.
실제로 본 실시예에서는 거리 고정부(160)가 수용 공간(145)의 천장 중앙에 형성되기 때문에, 보철물(20)에 스크류 홀을 형성하는 것이 어려울 수 있다.
크라운 매개체(140)는 캡과 같이 하부로 개방된 수용 공간(145)을 형성할 수 있으며, 그 외면은 보철물(20)과 접합될 수 있다. 보철물(20)과의 접합을 강화하기 위해서 크라운 매개체(140)의 외면에는 다수의 요철(146)이 형성될 수도 있다.
도 2를 보면, 크라운 매개체(140)는 어버트먼트(120)의 상부를 수용할 수 있는 수용 공간을 제공할 수 있다. 수용 공간은 어버트먼트(120)의 외부 경사면(122)과 전면적으로 면접촉을 형성하는 제1 밀착 경사면(142)을 형성할 수 있으며, 수용 공간의 천장 중앙에는 하방으로 연장된 거리 고정부(160)가 형성될 수 있다.
거리 고정부(160)는 크라운 매개체(140)와 일체로 형성되거나 결합될 수 있으며, 그 단부는 상대적으로 큰 치수를 갖고 뭉뚝하게 형성될 수 있다. 내부 공간(130)의 바닥에는 거리 고정부(160)의 단부가 수용될 수 있는 공간이 형성될 수 있으며, 공간의 입구에는 거리 고정부(160)의 단부를 고정할 수 있는 탄성편(134)이 제공될 수 있다.
도 4와 도 5를 보면, 거리 고정부(160)의 단부가 탄성편(134)에 결합되기 전후의 과정이 도시되어 있으며, 거리 고정부(160)의 단부가 탄성편(134)을 통과하여 일시적으로 고정됨으로써 어버트먼트(120)의 외부 경사면(122)과 크라운 매개체(140)의 제1 밀착 경사면(142)은 중력 이외의 고정력에 의해서 서로 밀착된 상태를 유지할 수 있다.
참고로, 본 실시예에서 외부 경사면(122)과 제1 밀착 경사면(142)은 원뿔대(truncated cone) 형상으로 형성되지만, 다른 실시예에서는 각뿔대(truncated pyramid) 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 외부 경사면(122)과 제1 밀착 경사면(142)은 전면적으로 밀착된 상태를 유지하며, 종래와 다르게 C-링이나 실링, 패킹과 같이 두 경사면의 밀착을 방해하는 요소 없이 모든 면에서 접촉된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 외부 경사면(122)의 하부에는 외부 경사면(122)의 각도(θ1)보다 작은 경사각(θ3)으로 형성된 실링 경사면(123)이 더 형성될 수 있으며, 제1 밀착 경사면(142)에서도 실링 경사면(123)에 대응하는 수직면 또는 경사면이 형성될 수 있다.
외부 경사면(122)은 어버트먼트(120)의 중심축에 대해 약 4~15도 정도 기울어진 경사를 형성하지만, 실링 경사면(123)은 외부 경사면(122)보다 작은 각도 또는 약 4도 이하의 경사각을 형성할 수 있다.
실링 경사면(123)은 외부 경사면(122)의 하부에 형성되기 때문에 약 4도 이하의 경사각으로 형성되어도 크라운 매개체(140)와 어버트먼트(120) 간의 결합을 방해하지 않을 수 있으며, 외부 이물질이 크라운 매개체(140)와 어버트먼트(120) 사이로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 크라운 매개체(140)와 어버트먼트(120) 간의 미세한 동요을 감소시킬 수 있다.
크라운 매개체(140)와 어버트먼트(120)는 전면적으로 마주하는 경사면의 면접촉에 의해 결합된 상태를 유지할 수 있으며, 정밀하게 가공된 외부 경사면(122)과 제1 밀착 경사면(142) 간의 밀착, 마찰 또는 음압 등에 의해서 매우 근접한 면접촉을 형성할 수 있다.
하지만 외부 경사면(122)과 제1 밀착 경사면(142) 간의 면접촉은 매우 유용하지만, 뜻하지 않은 이벤트에 의해서 들뜸이 발생하면 결합력이 허무하게 붕괴될 수가 있다.
도 6에서와 같이, 임플란트 시스템에 일어날 수 있는 이벤트는 반복된 씹기에 의해서 발생할 수 있으며(a), 치아 간의 밀림이나 비틀림에 의해서도 발생할 수 있다(b).
도 6의 (a)를 보면, 보철물(20)의 상부에서 편심된 힘(F)이 작용하게 되면, 인접한 크라운 매개체(140)와 어버트먼트(120) 간의 단부(O)를 중심으로 토크가 발생할 수 있다. 편심된 힘(F)에 의한 이벤트 토크(R1)가 F*D1 이라고 가정할 때, 반대 지점(A)에서 크라운 매개체(140)와 어버트먼트(120) 간의 저항 토크는 f11*d1 로 표현할 수 있다.
만약 거리 고정부(160)가 없다고 가정하면, 저항 토크(f11*d1)가 발생한 이벤트 토크(F*D1)를 극복할 수 있는 한도에서 벗겨짐이 발생하지 않겠지만, 이벤트 토크(F*D1)가 저항 토크(f11*d1)의 최대치보다 크면 벗겨짐이 발생할 수 있다.
이 외에도 갑작스러운 충격이나 반복 하중에 의해서 크라운 매개체(140)와 어버트먼트(120) 간에 순간적인 들뜸이 발생한다면, 보철물(20)은 크라운 매개체(140)와 함께 허무하게 벗겨질 수 있다.
하지만, 거리 고정부(160)가 어버트먼트(120)의 축방향 이동을 제한할 수 있다면, 갑작스러운 충격이나 반복 하중에 의해서 크라운 매개체(140)와 어버트먼트(120) 간에 순간적인 들뜸이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 지속적인 하중이 가해진다고 해도, 이벤트 토크(F*D1)에 대한 저항 토크가 경사면 면접촉에 의한 저항 토크(f11*d1)와 거리 고정부(160)에 의한 저항 토크(f12*d2)의 합으로 형성되기 때문에 보철물(20)의 벗겨짐을 방지할 수 있다.
도 6의 (b)를 보면, 같은 힘(F)이 보철물(20)의 상부가 아닌 측면에서 작용하는 경우를 가정할 수 있다. 이 경우에도 편심된 힘(F)에 의한 이벤트 토크(R2)를 F*D2 으로 표현할 수 있으며, 상대적으로 더 큰 이벤트 토크(F*D2)가 가해질 수 있다.
이 경우 크라운 매개체(140)와 어버트먼트(120) 간의 멀리 있는 단부(O)를 중심으로 토크가 발생할 수 있다. 여기서도 거리 고정부(160)가 없다고 가정하면, 저항 토크(f21*d1)가 발생한 이벤트 토크(F*D2)를 극복할 수 있는 한도에서 벗겨짐이 발생하지 않겠지만, 상대적으로 큰 이벤트 토크(F*D2)가 가해지기 때문에 저항 토크(f21*d1)로는 이벤트 토크(F*D2)를 극복하기 쉽지 않을 수 있다.
하지만, 거리 고정부(160)가 어버트먼트(120)의 축방향 이동을 제한할 수 있기 때문에, 갑작스러운 충격이나 반복 하중에 의해서 크라운 매개체(140)와 어버트먼트(120) 간에 순간적인 들뜸이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 지속적인 하중이 가해진다고 해도, 이벤트 토크(F*D2)에 대한 저항 토크가 경사면 면접촉에 의한 저항 토크(f21*d1)와 거리 고정부(160)에 의한 저항 토크(f22*d2)의 합으로 형성되기 때문에 보철물(20)의 벗겨짐을 효과적으로 방지할 수 있다.
어버트먼트(120)와 크라운 매개체(140) 간의 안정적인 결합은, 어버트먼트(120)의 내부 공간(130)에 내부 경사면(132)을 활용하고, 크라운 매개체(140)에 제2 밀착 경사면(152)을 형성함으로써, 더 강화시킬 수가 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 크라운 매개체를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7의 크라운 매개체를 이용한 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 결합 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 8의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 크라운 매개체(140')는 수용 공간(145)에 형성된 거리 고정부(160)의 주변으로 링형 돌출부(150)를 형성하고, 링형 돌출부(150)의 외면을 어버트먼트(120)의 내부 경사면(132)에 대응하는 제2 밀착 경사면(152)으로 형성할 수 있다.
어버트먼트(120)의 내부 공간(130)에는 역뿔대 형상의 내부 경사면(132)이 내벽으로 형성될 수 있으며, 내부 경사면(132)에 접하도록 거리 고정부(160)의 주변으로 링형 돌출부(150)를 형성할 수 있다. 이로써, 외부 경사면(122)과 제1 밀착 경사면(142) 간의 면접촉 및 내부 경사면(132)과 제2 밀착 경사면(152) 간의 면접촉에 의해서 보다 안정적인 결합을 형성할 수 있다.
또한, 외부 경사면(122)과 내부 경사면(132)은 다른 높이로 형성될 수 있다. 예를 들어, 내부 경사면(132)의 하단이 외부 경사면(122)의 하단보다 높이 위치하도록 할 수 있다. 따라서, 도 9에서와 같이, 내부 경사면과 제2 밀착 경사면 간의 걸리는 위치(C)가 외부 경사면과 제1 밀착 경사면 간의 걸리는 위치(A)가 상이하여 상호 이탈을 저항할 수 있다.
어버트먼트(120)의 상단에서 내부 경사면의 하단까지의 높이(h1)는 내부 경사면의 하단에서 외부 경사면의 하단까지의 높이(h2)보다 짧도록 할 수 있다.
어버트먼트의 중심축에 대한 외부 경사면의 각도(θ1) 및 내부 경사면의 각도(θ2)라 할 때, 바람직하게는 두 각도(θ1, θ2)를 같게 형성할 수 있지만, 어버트먼트의 중심축에 대한 외부 경사면의 각도(θ1) 및 내부 경사면의 각도(θ2)는 대략 3도 이내의 편차로 형성되도록 할 수 있다.( -3 ≤ (θ1-θ2) ≤ 3 )
어버트먼트의 중심축에 대한 외부 경사면의 각도(θ1) 및 내부 경사면의 각도(θ2)는 모두 약 4도~15도의 범위에서 형성할 수 있다. 여기서, 경사면의 각도(θ1, θ2)는 방향이 반대이지만 양수로 이해될 수 있으며, 그 각도가 4도보다 작으면 보철물(20)과 어버트먼트(120)가 거의 축방향으로만 결합되어야 하기 때문에 시스템의 난이도가 과도하게 증가할 수 있으며, 그 각도가 15도보다 크면 보철물(20)과 어버트먼트(120) 간의 면접촉에 의한 결합력이 약화되어 아주 작은 외력에도 보철물(20)이 어버트먼트(120)로부터 쉽게 이탈될 수 있다.
도 9를 보면, 내부 경사면(132)과 제2 밀착 경사면(152) 간의 면접촉이 추가되면서 크라운 매개체(140')와 어버트먼트(120) 간의 결합력이 더 강화될 수 있다.
도 9의 (a)를 보면, 보철물(20)의 상부에서 편심된 힘(F)이 작용하고, 인접한 크라운 매개체(140')와 어버트먼트(120) 간의 단부(O)를 중심으로 토크가 발생할 수 있다.
편심된 힘(F)에 의한 이벤트 토크가 (F*D1)이라고 가정할 때, 이벤트 토크(F*D1)에 대한 저항 토크는 A 지점에서 외부 경사면과 제1 밀착 경사면 면접촉에 의한 저항 토크(f11*d1), B 지점에서 거리 고정부(160)에 의한 저항 토크(f12*d2), 그리고 C 지점에서 내부 경사면과 제2 밀착 경사면 면접촉에 의한 저항 토크(f13*d3)의 합으로 형성되기 때문에 보철물(20)의 벗겨짐을 더 안정적으로 방지할 수 있다.
도 9의 (b)와 같이, 더 큰 이벤트 토크(F*D2)가 발생한다고 하더라도, 이벤트 토크(F*D2)에 대한 저항 토크는 A 지점에서 외부 경사면과 제1 밀착 경사면 면접촉에 의한 저항 토크(f21*d1), B 지점에서 거리 고정부(160)에 의한 저항 토크(f22*d2), 그리고 C 지점에서 내부 경사면과 제2 밀착 경사면 면접촉에 의한 저항 토크(f23*d3)의 합으로 형성되기 때문에 보철물(20)의 벗겨짐을 더 안정적으로 방지할 수 있다.
또한, A 지점에서의 저항력(f11)의 방향과 C 지점에서의 저항력(f13)의 방향이 상이하기 때문에, 저항력 방향에 따른 차이에서 발생하는 다양한 변수에 대한 대응도 가능할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 단면을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 도 10의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 결합 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 13은 도 10의 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 결합 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템(200)은 픽스츄어(210), 어버트먼트(220) 및 크라운 매개체(240)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 어버트먼트(220)는 인터널 방식으로 픽스츄어(210)와 결합될 수 있으며, 테이퍼 몸체(226)를 중심으로 상부로는 크라운 매개체(240)가 결합될 수 있고, 하부로는 수나사(228)가 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 어버트먼트(220)가 별도로 제공될 수 있으며, 픽스츄어(210)가 식립된 이후에 어버트먼트(220)가 픽스츄어(210)에 나사 결합으로 고정될 수 있다.
어버트먼트(220)의 상부는 원뿔때 형상의 외부 경사면(222) 및 상부가 개방된 내부 공간(230)을 제공할 수 있다. 내부 공간(230)은 거리 고정부(260)가 진입하여 크라운 매개체(240)와 어버트먼트(220) 간의 거리를 유지하기 위한 공간으로 사용될 수 있다.
크라운 매개체(240)는 캡과 같이 하부로 개방된 수용 공간을 형성할 수 있으며, 외면으로는 보철물(20)과 접합될 수 있다. 도 11을 보면, 크라운 매개체(240)는 어버트먼트(220)의 상부를 수용할 수 있는 수용 공간을 제공하며, 수용 공간에는 어버트먼트(220)의 외부 경사면(222)과 전면적으로 면접촉을 형성하는 제1 밀착 경사면(242)이 형성되고, 수용 공간의 천장 중앙에는 링형 돌출부(250)에 억지 끼움으로 고정된 거리 고정부(260)가 아래를 향해 고정될 수 있다.
거리 고정부(260)는 전체적으로 원통 형상으로 형성되며, 하부로는 2~6개, 바람직하게는 4개로 분기된 탄성 레그(262)를 포함하여, 탄성 변형이 가능하게 제공될 수 있다. 탄성 레그(262)의 단부에는 외측으로 돌기(264)가 형성될 수 있으며, 탄성 레그(262)의 돌기(264)에 대응하여 내부 공간(230)의 내벽에는 원주 형상의 홈(234)이 형성될 수 있다. 본 실시예에서 거리 고정부(260)는 높은 탄성력을 갖는 니켈티타늄(Nickel Titanium, Ni-Ti)을 이용하여 형성될 수 있다.
도 13을 보면, 본 실시예에 따른 크라운 매개체(240)는 천장 중앙에 링형 돌출부(250)를 형성하고, 링형 돌출부(250)는 내부로 거리 고정부(260)를 고정하는 한편, 외면으로는 제2 밀착 경사면(252)을 형성할 수 있다.
링형 돌출부(250)의 제2 밀착 경사면(252)에 대응하여 어버트먼트(220)에는 내부 공간(230)의 내벽 상부로 내부 경사면(232)이 제2 밀착 경사면(252)과 동일한 경사각, 경사면으로 형성될 수 있다.
내부 공간(230)의 내벽으로 헥사 모양의 홈이 형성될 수 있으며, 어버트먼트(220)를 픽스츄어(210)에 고정할 때, 헥사 모양의 도구를 내부 공간(230)에 결속시켜 어버트먼트(220)를 고정시킬 수 있다.
또한, 내부 공간(230)에서 원주 홈(234)의 아래로 암나사부(236)가 형성될 수 있다. 암나사부(236)는 힐링 캡이나 임프레션 코핑 등을 이용할 때, 거리 고정부가 아닌 나사 형태의 결합을 이용하여 해당 부속을 임시로 고정하는 용도로 활용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 어버트먼트(220)의 외부 경사면(222)과 내부 경사면(232)은 각각 제1 밀착 경사면(242)과 제2 밀착 경사면(252)에 면접촉을 형성할 수 있으며, 거리 고정부(260)의 탄성 레그(262)들은 내부 공간(230)의 내벽을 타고 진입하여 원주 홈(234)에서 복원되면서 그 홈(234)에 결속될 수 있다.
내부 공간(230)의 내부 경사면(232)은 역뿔대 형상으로 제공될 수 있으며, 어버트먼트(220)의 중심축에 대해 소정의 경사각(θ2)을 갖도록 형성될 수 있다.
외부 경사면(222)과 내부 경사면(232)을 형성함으로써, 평행하지 않은 2개 이상의 어버트먼트에 브릿지 구조로 연결된 보철물의 삽입 및 철거를 가능하게 할 수 있다. 이에 대해서는 도 14 내지 도 16의 도면 및 설명을 참조할 수 있다.
거리 고정부(260)의 단부가 탄성 레그(262)로 형성되어, 보철물(20)과 크라운 매개체(240)의 조립체는 어버트먼트(220)에 축에서 약간 경사진 방향으로 진입할 수 있으며, 탄성 레그(262)는 허용 가능한 범위에서 변형되면서 내부 공간(230)의 내벽을 타고 안정적인 결합을 가능하게 할 수 있다.
거리 고정부(260)에 의해서 어버트먼트(220)의 외부 경사면(222)과 내부 경사면(232)은 크라운 매개체(240)의 제1 밀착 경사면(242) 및 제2 밀착 경사면(252)에 안정된 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 이들 경사면들은 전면적으로 밀착된 상태를 유지하며, 종래와 다르게 C-링이나 실링, 패킹과 같이 두 경사면의 밀착을 방해하는 요소 없이 모든 면에서 접촉된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 외부 경사면(222)의 하부에는 외부 경사면(222)의 각도(θ1)보다 작은 경사각으로 형성된 실링 경사면이 더 형성될 수 있으며, 제1 밀착 경사면(242)에서도 실링 경사면에 대응하는 수직면 또는 경사면이 형성될 수 있다.
외부 경사면(222)은 어버트먼트(220)의 중심축에 대해 약 4~15도 정도 기울어진 경사를 형성하지만, 실링 경사면은 외부 경사면(222)보다 작은 각도 또는 약 4도 이하의 경사각을 형성할 수 있다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템의 다른 사용례를 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 16을 참조하면, 2개 이상의 픽스츄어(210)를 식립한 상태에서 각각에 대응하는 크라운 매개체(240)를 브릿지로 연결하는 보철물(30)을 제작할 수 있다. 도면에는 2개의 픽스츄어(210)가 치조골에 식립되어 있으며, 원래는 서로 평행하게 수직하게 식립되는 것이 바람직하지만, 어떤 변수나 의도로 인해 픽스츄어(210)가 서로 반대방향으로 벌어진 경우를 가정할 수 있다.
도 14에서 외부 경사면(222)을 통해서 브릿지의 보철물(30) 및 크라운 매개체(240)가 접근할 수 있는 상태이며, 거리 고정부(260)의 탄성 레그(262)의 단부가 어버트먼트(220)의 내부 경사면(232)의 끝에서부터 그 내부로 진입할 수 있다.
도 15에서 보철물(30)을 어버트먼트(220)에 접근시키면서, 내측에 위치한 탄성 레그(262)가 부분적으로 활처럼 변형되면서 내부 공간의 내부 경사면(232) 및 내벽을 따라 진입할 수 있다.
그리고, 도 16에서와 같이, 크라운 매개체(240)가 어버트먼트(220)에 완전 밀착하면서, 탄성 레그(262)의 돌기는 원주 홈(234)에 안착되고, 제1 밀착 경사면(242)은 외부 경사면(222)에 밀착되고, 제2 밀착 경사면(252)은 내부 경사면(232)에 밀착될 수 있다. 이와 같이, 외부 경사면과 제1 밀착 경사면의 경사 및 내부 경사면과 제2 밀착 경사면(252)의 경사는 상대적으로 넓은 면적에서 면접촉을 형성하는 것 외에도, 보철물이 어버트먼트의 축방향에서 약간 벗어난 각도로 진입하여도 보철물과 어버트먼트의 결합을 가능하게 할 수 있다.
본 발명에서는 거리 고정부와 그에 대응하는 탄성편 또는 탄성 홈의 구조를 다양하게 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 12의 거리 고정부의 탄성 구조를 도 8의 탄성편에 적용할 수도 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 탄성편(134')은 원통형으로 형성될 수 있으며, 상부로 복수의 탄성 레그가 형성되고, 탄성 레그의 안쪽으로 돌기가 형성될 수 있다.
탄성편(134')은 어버트먼트(120)의 내부에서 억지끼움 방식으로 고정될 수 있으며, 탄성편(134')이 고정된 위치의 하부로 암나사부(136')가 더 형성될 수 있다. 암나사부(136')는 힐링 캡이나 임프레션 코핑 등을 임시로 고정하는 용도로 활용될 수 있다.
거리 고정부(160)는 탄성편(134')의 내부로 삽입되면서 크라운 매개체(140')와 어버트먼트(120) 간의 거리 고정 및 밀착을 형성할 수 있다. 거리 고정부(160)와 탄성편(134')의 결합에 의해서 크라운 매개체(140')의 제1 밀착 경사면(142)과 제2 밀착 경사면(152)은 어버트먼트(120)의 외부 경사면(122) 및 내부 경사면(132)과 안정적인 면접촉을 형성할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 착탈형 치과용 임플란트 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 18과 같이, 착탈형 치과형 임플란트 시스템은 픽스츄어(210'), 어버트먼트(220'), 크라운 매개체(240), 링형 돌출부(250), 거리 고정부(260)를 포함할 수 있으며, 외부 경사면(222)과 제1 밀착 경사면(242)의 면접촉, 내부 경사면(232)과 제2 밀착 경사면(252)의 면접촉을 이용할 수 있다.
이전 실시예와 달리, 픽스츄어(210')와 어버트먼트(220')는 헥사 돌기를 이용한 익스터널 방식으로 결합될 수 있으며, 익스터널 방식의 결합을 형성하더라도 경사면의 면접촉과 거리 고정부의 거리 제한 결합을 형성할 수 있다.
참고로, 본 실시예에서는 거리 고정부에 돌기를 형성하고 어버트먼트의 내부 공간에 원주 홈을 형성하였지만, 경우에 따라서는 거리 고정부에 홈을 형성하고 내부 공간의 내벽에 돌기를 형성하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 임플란트 시스템 110 : 픽스츄어
120 : 어버트먼트 122 : 외부 경사면
130 : 내부 공간 132 : 내부 경사면
140 : 크라운 매개체 142 : 제1 밀착 경사면
150 : 링형 돌출부 152 : 제2 밀착 경사면
160 : 거리 고정부

Claims (15)

  1. 착탈형 치과용 임플란트 시스템에 있어서,
    치조골에 식립되는 픽스츄어;
    상기 픽스츄어의 상부에 고정되며 뿔대 형상의 외부 경사면 및 상부가 개방된 내부 공간을 제공하는 어버트먼트; 및
    상기 어버트먼트와 보철물 사이에 개재되어 그 자체로 상기 보철물을 상기 어버트먼트에 고정하는 크라운 매개체;를 포함하며,
    상기 크라운 매개체는 상기 외부 경사면과 밀착하여 면접촉하는 제1 밀착 경사면을 제공하여 상기 어버트먼트를 수용할 수 있는 수용 공간 및 상기 수용 공간의 천장에서부터 하방으로 연장되어 상기 어버트먼트의 상기 내부 공간으로 진입하며 상기 내부 공간의 하부에서 단부가 고정되는 거리 고정부를 포함하고,
    상기 외부 경사면과 상기 제1 밀착 경사면 간의 면접촉 및 상기 어버트먼트와 상기 거리 고정부 간의 고정은 상기 어버트먼트에 대한 상기 크라운 매개체의 회전을 방해하는 저항 토크를 형성하고,
    상기 어버트먼트와 상기 거리 고정부 간의 결합은 상기 외부 경사면과 상기 제1 밀착 경사면 간의 면접촉을 방해하지 않는 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 크라운 매개체와 상기 어버트먼트는 시멘트나 접착제 없이 상호 결속되는 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보철물에 스크류 홀을 형성하지 않고, 상기 보철물을 상기 어버트먼트에 분리 가능하게 결합할 수 있는 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 픽스츄어와 상기 어버트먼트는 나사 결합에 의해서 결합되는 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 픽스츄어와 상기 어버트먼트는 인터널 방식 또는 익스터널 방식에 의해서 결합되는 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 외부 경사면은 원뿔대(truncated cone) 또는 각뿔대(truncated pyramid)의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 어버트먼트의 상기 내부 공간에는 역뿔대 형상의 내부 경사면이 형성되며, 상기 크라운 매개체의 상기 수용 공간의 천장에는 상기 거리 고정부의 주변으로 링형 돌출부가 형성되고, 상기 링형 돌출부는 상기 내부 경사면에 면접촉하는 제2 밀착 경사면을 제공하는 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 내부 경사면의 하단은 상기 외부 경사면의 하단보다 높이 위치하는 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 어버트먼트의 상단에서 상기 내부 경사면의 하단까지의 높이(h1)는 상기 내부 경사면의 하단에서 상기 외부 경사면의 하단까지의 높이(h2)보다 짧은 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 어버트먼트의 중심축에 대한 상기 외부 경사면의 각도(θ1) 및 상기 내부 경사면의 각도(θ2)는 4도~15도인 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 어버트먼트의 중심축에 대한 상기 외부 경사면의 각도(θ1) 및 상기 내부 경사면의 각도(θ2)는 다음 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
    -3 ≤ (θ1-θ2) ≤ 3
  12. 제1항에 있어서,
    상기 거리 고정부는 단부에 돌기 또는 홈이 형성된 기둥 형상으로 제공되며, 상기 내부 공간에는 상기 거리 고정부의 돌기 또는 홈에 맞물리는 홈 또는 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 거리 고정부는 단부에 탄성 레그가 형성된 원통 형상으로 제공되며, 상기 탄성 레그의 단부에 돌기가 형성되고, 상기 내부 공간의 내벽에는 상기 탄성 레그의 상기 돌기와 맞물리는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 탄성 레그와 맞물리는 상기 홈의 아래로 상기 내부 공간의 하부에는 암나사부가 형성된 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 외부 경사면의 하부에는 상기 외부 경사면의 각도(θ1)보다 작은 경사각으로 형성된 실링 경사면이 더 형성된 것을 특징으로 하는 착탈형 치과용 임플란트 시스템.
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