KR102455782B1 - 관골 임플란트용 수술 가이드 - Google Patents

Abstract

치과용 보철물을 위한 관골 임플란트에 대한 유도된 수술을 위한 가이드는, 한 쌍의 바아에 의해 연결되는 하프-부싱(half-bushing) 및 상보적인 하프-부싱(complementary half-bushing)을 구비하고, 상기 하프-부싱들 및 상기 바아는 그들 사이에 공통의 종방향 중간축을 형성하고; 상기 하프-부싱들은 중간축을 향해 지향되는 상호 대향하는 오목부를 갖는 U자형 또는 반원형 단면을 갖고; 상기 하프 부싱 및 상기 바어눈 상기 중간축을 따라서만 이동할 수 있고, 상기 중간축과 일치하는 회전축을 중심으로 회전할 수 있는 버(burr) 및 후속적인 임플란트(subsequent implant)와 같은 작업 부재를 삽입할 수 있는 시트를 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

관골 임플란트용 수술 가이드

본 발명은 치과 보철물을 위한 관골 임플란트(zygomatic bone implants)에서의 유도된 수술을 위한 가이드에 관한 것이다.

임플란트 및 보철물 기반의 재건은 수년 동안 상당히 개발되어 증가되는 임상적 구강 상태를 해결한다.

관골 임플란트를 이용하는 재건 수술은 심각한 상악 위축(maxillary atrophy)에 의해 영향을 받는 환자에 대한 가장 현대적인 해결책이다.

이러한 방법은 지금까지 사용된 종래의 임플란트에서와 같이 상악골에 배타적으로 삽입되는게 아니라, 관골에 고정되는 상당히 증가된 길이의 인트라-본 치과임플란트(intra-bone dental implants)를 사용한다.

그러나, 특별한 해부학적 및 수술적 지식에 대한 요건은 일상적인 치과용 루틴 분야에서 이러한 방법의 확산 및 사용을 제한하여, 악안면 외과의사에 의해 거의 배타적으로 사용가능하다.

따라서, 관골 수술을 단순화하고, 치과 의사에 의해 사용될 수 있게 하는 필요성이 현재의 기술을 진화시킴으로써, 수술 경과를 개선시키고, 소위 유도된 수술, 즉 합성 나사 또는 핀에 의한 고정으로 뼈에 대항하여 놓이는 가이드에 의해, 임플란트가 삽입될 때까지 각각의 개별적인 버(burr)가 통과하기 전에 연구하고 시뮬레이션하는 가장 현대의 소프트웨어에 의존하는 기술에 맡긴다.

유도된 수술(guided surgery)은 종래의 임플란트에 대해 이미 공지되어 있지만, 관골 임플란트에 사용되지 않는다.

예를 들어, EP2060240호는 환자의 구강 내의 원하는 위치로 치과 임플란트의 삽입을 안내하기 위한 수술 가이드를 구비하는 키트를 개시한다. 임플란트는 비회전식 구조를 구비한다. 수술용 가이드는 구조물 및 마스터 튜브를 구비한다. 그 구조물은 환자의 구강 내의 잇몸 조직, 뼈 및/또는 치아에 끼워지 놓이도록 네거티브 임프레션 표면(negative impression surface)을 갖는다. 구조물은 치과 임플란트가 배치되는 개구를 구비한다. 마스터 튜브는 개구에 위치된다. 마스터 튜브는 임플란트의 비회전식 구조가 마스터 튜브에 대해 알려진 각도 배향에 있도록 임플란트 상의 비회전식 구조와 정렬하기 위한 표시를 구비한다.

US2010/0256649호는 임플란트의 해부학적 지대의 3차원 중실형 재생을 제공하는 방법과, 이러한 재생에 의해, 드릴을 위한 가이드를 구비한 강성 베이스를 구비하는 드릴링 보조 장치를 개시한다. 3차원 중실형 재생은, 적어도 임플란트의 각각의 구멍 근방에서, 주변 비골조직 및 점막으로부터 자유로운 뼈 구조의 내부 및 주변부에 대한 재생을 구성한다. 강성 베이스는 3차원 중실형 재생의 외부 표면의 일부 및 그에 따라 그 후 뼈 구조의 주변 표면 부분과 접촉하도록 구성된 접촉 표면을 갖는다.

본 발명의 목적은 관골 임플란트에 사용될 수 있는 수술용 가이드를 제공하는 것이다.

이러한 목적의 범위 내에서, 본 발명의 목적은 사전 설계된 임플란트의 리셉터클 및 임플란트의 뼈 리셉터클 내의 삽입을 생성하기 위해 버 통과를 정밀하게 유도하게 하는 수술용 가이드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 각각의 환자에게 특히 제공되는 긴밀한 골조직 접촉을 갖는 수술용 가이드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 특정한 구성적 특성에 의해, 사용 중 신뢰성과 안전성을 가장 크게 보장할 수 있는 구조물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 통상적으로 상업적으로 이용가능한 요소 및 재료를 사용하여 용이하게 제조할 수 있고, 또한 경제성 측면에서 경쟁력이 있는 구조물을 제공하는 것이다.

이후 더욱 명백해지는 이러한 목적 및 다른 목적은 치과 보철물을 위한 관골 임플란트에 대한 유도된 수술을 위한 가이드로서, 한 쌍의 바아에 의해 연결되는 제1 하프-부싱 및 제2 하프-부싱을 포함하며, 상기 하프-부싱들 및 상기 바아는 그들 사이에 공통 종방향 중간축을 형성하고, 상기 하프-부싱들은 상기 중간축을 향해 지향되는 상호 대향하는 오목부를 갖는 반원형 단면을 갖고; 상기 제1 하프-부싱 및 상기 바아는 상기 중간축을 따라 이동가능하고 상기 중간축과 일치하는 회전축을 중심으로 회전하는 작업 부재를 삽입가능한 시트를 형성하고; 상기 제1 하프-부싱은 전정 오목부(vestibular concavity)를 갖는 상악골 위치(crestal maxillary position)에 배치되며, 상기 제1 하프-부싱은 상기 작업 부재의 작업 깊이, 즉 전정-구개 관통(vestibulo-palatal penetration)을 결정하고; 상기 제2 하프-부싱은 관골 영역(zygomatic region)에 배치되는 것을 특징으로 하는, 가이드에 의해 성취된다.

추가적인 특징 및 이점은 첨부된 도면에서 비-제한적인 예로서 도시된 본 발명의 바람직하지만 배타적이지 않은 실시예들의 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 수술용 가이드의 사시도이다.
도 2는 가이드의 정면도이다.
도 3은 가이드의 측면도이다.
도 4는 2개의 이중 가이드의 개략적인 사시도로서, 그 중 하나는 사용을 위한 위치에 배치된다.
도 5는 2개의 가이드의 배치를 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 6은 구개의 저면도로서, 2개의 가이드를 소정 위치에 도시한다.
도 7은 버(burr)의 적용을 도시하는, 이전 도면과 유사한 도면이다.
도 8은 임플란트의 삽입 단계의 도면이다.
도 9는 삽입된 임플란트의 도면이다.
도 10은 삽입된 임플란트 및 제거된 가이드 도면이다.
도 11은 소프트웨어에 의해 수행되는 임플란트의 실제 배치에 대한 개략도이다.

상기한 도면을 참조하면, 참조부호 "1로 전체적으로 지칭된 본 발명에 따른 수술용 가이드는, 세그먼트(3)에 의해 참조되는 작업 깊이, 즉 전정-구개 관통(vestibulo-palatal penetration), 및 버(100)가 따라야 하는 천공 방향을 결정하도록 구성된 전정 오목부(vestibular concavity)를 갖는 상악골 위치(crestal maxillary position)에 하프-부싱(2)을 갖는다.

또한, 가이드(1)는 버(100) 및 상기 임플란트(101)의 슬라이딩을 공간 내에서 명확하게 지향시키는 2개의 측방향 바아(4)와, 상악 부싱(2)에 대향하며 중간부로 지향된 오목부를 갖는 상보적인 하프-부싱(5)을 구비하며, 하프-부싱(5)은 상기 관골 영역에 배치된다.

상보적인 하프-부싱(5)은 버(100) 및 임플란트(10)의 표면 방향 및 배향을 위한 가이드로서 작용한다.

상호 대향하는 하프-부싱(2, 5)은 평행하게 연장되는 바아들 사이에 형성된 가이드의 종방향 중앙축을 향해 지향되는 오목부를 갖는 U자 형상 또는 반원 형상을 갖는다.

즉, 대향하는 하프 부싱(2, 5)은 버 및 그 다음 임플란트가 삽입되는 "구멍"을 형성하고; 버 및 임플란트는 "구멍"과 함께, "프리즘 쌍(prismatic pair)"을 구성하는 "샤프트"를 나타내고, 단일 자유도, 즉 샤프트의 운동을 갖는 시스템을 제공하는 경우, 버(100) 및 임플란트(101)가 단지 일방향을 따라서만 발생할 수 있고, 이 경우 하프-부싱(2, 5)에 의해 형성된 프리즘 공동의 축과 일치한다.

이러한 시스템의 경우, "구멍"의 축은 버(100)의 축 및 임플란트(101)의 축과 일치한다.

상악골에 배치된 하프-부싱(2)은 버(100)의 작업 및 임플란트(10)의 후속 위치설정을 안내하는데 적합한 U자형 단면 및 치수를 갖는다.

또한, 상보적인 하프-부싱(5)은 후술하는 바와 같이 제1 버(100)(즉, 파일럿 버)를 위한 가이드(6)를 갖는다.

가이드(6)는, 이러한 특정 경우에, 하프-부싱(5)의 방향으로 상보적인 하프-부싱(5)으로부터 연장되는 한 쌍의 탭에 의해 구성된다.

본 발명에 따른 수술용 가이드는, 특히 다층 컴퓨터 단층 촬영(CT: computerized tomography)의 획득을 제1 단계로서 제공하는 특정한 관골 임플란트 유도 수술 기술에 사용되도록 연구되고 있다. 이러한 CT는 도 11에 개략적으로 도시된 바와 같이 배향, 위치 및 측정의 측면에서 임플란트를 가상 위치로 허용하는 소프웨어에 의해 처리된다.

제2 소프트웨어는 외과 의사에 의해 결정된 뼈와 관련하여 임플란트의 위치를 판독하는데 사용되는 동시에, 가상 프로젝트와 정확하게 삽입될 임플란트의 정밀한 경로 및 배치를 수술 버(surgical burrs)로 재현할 수 있게 하는 뼈 앵커링(bone anchoring)을 갖는 수술용 가이드를 가상적으로 형성하도록 사용된다.

제1 단계에서, 바람직하게는 2.5 mm 다이아몬드 밀(diamond mill)로 구성된 파일럿 밀(pilot mill)은 미래의 임플란트(101)의 원주의 중심을 결정하기 위해 사용되고, 실제 버의 드릴에 대한 삽입 지점일 것이다.

"피질 버(cortical burr)"로 불리는 제2 버는 과도한 뼈 레벨의 침식 및 미래의 임플란트의 안착을 위한 뼈 중공부를 허용한다. 이러한 버는 파일럿 버에 의해 제공된 스폿 내에 비작동 드릴(non-working drill)을 놓고 기울이고 뼈 상에 밀어 넣음으로써 사용되어 그 활성부와 함께 뼈를 소모하고; 버의 최종 위치는 상악 하프-부싱(2)에 의해 생성된 정지부에 의해 결정된다.

그 다음 버는 하프-부싱(2, 5)과, 다각형의 베이스를 갖는 2개의 프리즘 형상으로 구성된 측방향 바아(4)에 의해 안내되고, 그 프리즘 형상은 2개의 하프-부싱을 연결하도록 하는 연장부를 가지며, 임플란트의 직경 단부에 접선방향으로 배치되어 서로에 대해 평행하게 배치된다.

이러한 특징은, 뼈 내에 임플란트(101)를 삽입한 후, 버(100)를 안내하고 가이드(1)를 제거하게 한다.

가이드(1)의 또 다른 특징은 구개 영역(palate region) 및 관골 구멍(zygomatic fossa)에서의 안정화 플랜지(stabilization flange)에 의한 그 연장부에 의해 구성되고; 그 안정화는 이러한 목적을 위해 제공된 상악 구멍(8) 및 관골 구멍(9)에 삽입되는 자체-태핑(self-tapping) 로킹 스크류 또는 핀(7)에 의해 발생한다.

주문제작된 가이드의 프로젝트를 포함하는 파일은 레이저 용융 공정에 특화된 센터로 보내짐으로써, 높은 수준의 정밀도로 실제 티타늄 가이드를 생성한다.

수술 기술은 점막 플랩(mucosal flap)을 조각하기 위해 제공되어, 상악 및 관골 해부학적 구조를 노출시키고 핀(7)에 의해 뼈에 고정되는 본 발명에 따른 가이드를 수용하는데 적합한 뼈 박리 공정(bone peeling process)을 수행한다.

일단 뼈와 플레이트 사이의 친밀한 결합이 검증되면, 임플란트의 후속 삽입을 안내하기 위한 뼈 중공부를 제공하는 목표를 갖는 버의 시퀀스로 진행된다.

임플란트의 안착은 정밀해지는데, 그 이유는 상악골 상의 뼈 중공부 및 광대뼈 내부의 구멍(임플란트 네오-리셉터클)이 방향 및 깊이 면에서 단일 배치를 허용하기 때문이고, 이는 모든 수술 단계 동안에 시술자가 2개의 하프-부싱(2, 5)에 의해 안내되어 그 삽입 시에 적절한 압력을 버 및 임플란트 자체에 적용하기 때문이다.

이에 따라, 이러한 기술은 사전설정된 직경 및 길이를 갖는 임플란트를 사용할 수 있도록 하고, 즉각적인 보철 부하를 제공하기 위해 임시의 스크류-온 보철물을 제작하게 한다.

본 발명에 따른 가이드를 기반으로 하는 수술 기술의 실행 예가 이하에 설명된다.

우선, 다층 TC 획득이 수행되고, 파일은 전용 소프트웨어에 로드되어, 보철물 설계에 대한 CAT 상에서 깊이 및 각도 면에서 임플란트의 가상 배치를 제공한다.

그 파일은 환자의 뼈에 대해 그리고 이전 소프트웨어에서 결정된 임플란트의 배치에 기초하여 제작된 본 발명에 따른 수술용 가이드를 설계하기 위해 또 다른 소프트웨어로 임포트(import)된다.

그 파일은 가이드의 제조사에 전송되어 레이저 용융에 의해 가이드를 제조한다.

가이드는 CAT 의 파일로부터 인쇄된 "실제 모델(real model)" 상에서 시험되고(가이드 프로젝트 검증(guide project validation)), 현재의 공차는 2㎛(0.2 tenths of a centimeter)이다.

0.3 내지 0.6mm의 다층 CT는 상악골 및 광대뼈를 완전히 포함하고 완전한 안와(eye socket)까지 연장되도록 획득되고, 이러한 CT는 바람직하게 바륨-계 보철 방사선 가이드에 의해 수행된다.

CAT의 DICOM 파일은 디지털화된 방사선 가이드의 파일의 기준점을 플래닝 및 매칭하기 위해 소프트웨어에 임포트된다.

관골 임플란트는 라이브러리(library)로부터 추출되고, 수술-보철 프로젝트에 따라 상악/관골 배향을 갖는 3차원으로 위치된다. 소프트웨어는 삽입되는 임플란트의 직경 및 길이를 갖는 임플란트 라이브러리를 구비한다.

상악 하프-부싱(2)의 배치는 "부싱(bushing)" 라이브러리로부터 익스포트(export)함으로써 수행된다. 상악 하프-부싱(2) 및 상보적인 하프-부싱(5)은 삽입될 임플란트의 길이에 따라 상이한 길이를 갖는다. 이들 2가지의 부재는 고유 방향으로 버의 가이드를 구성한다.

상보적인 하프-부싱(5)의 나머지 부분과 함께 상악 하프-부싱(2)은, 단지 그리고 배타적인 하나의 궤도가 관골 임플란트(샤프트)에 대해 가능한 이상적인 프리즘(구멍)을 구성한다. 구체적으로, "구멍(hole)"은 상호 대향 방식으로 배치된 2개의 동등한 반부, 즉 상악 하프-부싱(2) 및 관골 상보적인 하프-부싱(5)으로 분할되고, 하프-부싱(2)은 전정 오목부(vestically concavity)를 갖고, 상보적인 하프-부싱(5)은 관골 평면을 향해 지향된 오목부를 갖는다.

측방향 바아(4)는 하프-부싱(2)으로부터 상보적인 하프-부싱(5)으로 배치된다. 프리즘형 형상을 갖는 이들 바는 임플란트의 원주의 2개의 대향 지점에 접하며 상호 평행하다. 이들 바는 하프-부싱(2)으로부터 상보적인 하프-부싱(5)으로 이동하는 동안 샤프트(임플란트)의 추가적인 가이드로서 작용한다.

제1 버에 대한 안내 핀(guide pin)을 갖는 슬롯이 임포트된다.

제1 버를 위한 슬롯, 하프-부싱, 상보적인 하프-부싱, 측방향 바아 및 관골 슬롯은 설계된 관골 임플란트와 정렬된다.

그 다음, 가이드를 뼈 지지체로 모델링하는 단계, 플레이트의 안정성을 보장하는 단계, 고정부가 가이드이고 이동부가 버인 프리즘형 운동학적 쌍을 생성하는 단계를 진행한다.

가이드는 구개부로부터의 연장부를 갖는 뼈 지지체를 가짐으로써, 상악골 상에서 관골부까지 계속하여 구멍(fossa)의 후방부로 연장되어야 한다.

가이드를 뼈 부분에 고정시키기 위해, 구멍은 가이드의 연장부에 따라 가변되는 개수로 사용되어 상악골 및 관골부 상에 위치된다.

그 구멍은 가이드를 뼈 부분에 일체로 고정하기 위해 자체-탭핑 스크류를 수용할 수 있는 직경을 갖는다.

버는 부싱(샤프트/구멍) 내에서 사전 정의된 공차, 예컨대 4 개의 값, 즉 높은, 양호한, 중간, 거친의 스케일로서 정의된 H6/h6 ISO 테이블로 이동한다.

마지막으로, 파일은 가이드 생산 위치로 보내지고, 바람직하게 레이저 용융 방법에 의해 티타늄으로 제조된다.

실제로, 본 발명은 의도된 목표 및 목적을 달성하여, 특히 치과 보철물을 위한 관골 임플란트 상에서 유도된 수술을 위해 연구되는 가이드를 제공하는 것을 발견하였다.

본 발명에 따른 가이드의 중요한 이점은 임플란트(들)을 제자리에 삽입한 후에 제거될 수 있다는 점이다.

또한, 단일 가이드의 경우, 2개의 가이드가 도시된 도 4-10에 도시된 예에서와 같은 하나 이상의 임플란트를 삽입할 수 있으며, 이들 가이드 각각은 2개의 임플란트의 적용을 위해 구성된다.

사용되는 재료뿐만 아니라 치수는, 물론 당해 분야에 대한 요건 및 상태에 따라 임의의 것일 수 있다.

본 출원은 2018년 7월 6일자로 출원된 이탈리아 특허출원 102018000006998호의 우선권을 주장하며, 그 내용은 참조로 편입된다.

Claims (7)

1. 치과용 보철물을 위한 관골 임플란트(zygomatic implants)에 대한 유도된 수술을 위한 가이드에 있어서,
   한 쌍의 바아에 의해 연결되는 제1 하프-부싱 및 제2 하프-부싱을 포함하며, 상기 하프-부싱들 및 상기 바아는 그들 사이에 공통 종방향 중간축을 형성하고; 상기 하프-부싱들은 상기 중간축을 향해 지향되는 상호 대향하는 오목부를 갖는 반원형 단면을 갖고; 상기 하프-부싱들 및 상기 바아는 상기 중간축을 따라 이동가능하고 상기 중간축과 일치하는 회전축을 중심으로 회전하는 작업 부재를 삽입가능한 시트를 형성하고; 상기 제1 하프-부싱은 전정 오목부(vestibular concavity)를 갖는 상악골 위치(crestal maxillary position)에 배치되며, 상기 제1 하프-부싱은 상기 작업 부재의 작업 깊이, 즉 전정-구개 관통(vestibulo-palatal penetration)을 결정하고; 상기 제2 하프-부싱은 관골 영역(zygomatic region)에 배치되는
   것을 특징으로 하는,
   가이드.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 하프-부싱은 상기 작업 부재를 위한 가이드를 갖는 것을 특징으로 하는,
   가이드.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가이드는 상기 제2 하프-부싱으로부터 상기 제1 하프-부싱의 방향으로 연장되는 한 쌍의 탭을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   가이드.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가이드의 뼈 부분에의 고정을 허용하도록 구성된 안정화 플랜지(stabilization flange)를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   가이드.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 안정화 플랜지는 상기 가이드를 구개 영역(palate region) 및 관골 구멍(zygomatic fossa) 내에 고정하게 하는,
   가이드.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 고정은 적절하게 제공된 상악 구멍(maxillary holes)에 삽입되는 자체-태핑 로킹 스크류 또는 핀에 의해 발생하는 것을 특징으로 하는,
   가이드.
   
7. 제4항에 있어서,
   상기 안정화 플랜지는 적어도 2개의 가이드를 상호 연결하는 것을 특징으로 하는,
   가이드.
   

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