KR200457402Y1 - 치과용 임플란트 픽스쳐 - Google Patents

Abstract

본 고안은 치과용 임플란트 픽스쳐에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 중심축을 중심으로 회전함에 따라 피질골과 해면골로 이루어지는 골조직에 삽입되어 인공치근을 형성하는 치과용 임플란트 픽스쳐에 있어서, 상기 피질골에 삽입되며 외주면에 제1정점과 제1골이 교대로 배치되는 제1나사산이 형성되는 제1부분; 상기 제1부분의 하측에 배치되고 상기 해면골에 삽입되며, 외주면에 제2정점과 제2골이 교대로 배치되는 제2나사산이 형성되되, 상기 제2나사산의 인접한 제2정점사이의 거리가 상기 제1나사산의 인접한 제1정점사이의 거리와 같으며, 제2나사산의 외경이 상하방향으로 거의 동일하게 유지되고, 상기 제2나사산의 내경이 상기 제1나사산의 내경보다 작은 제2부분; 및 상기 제2부분의 하측에 배치되고 상기 해면골에 삽입되며, 외주면에는 제3정점과 제3골이 교대로 배치되는 제3나사산과, 상기 제3골보다 중심축과 근접하도록 패여진 제1커팅부가 마련되어 있는 제3부분;으로 이루어지는 치과용 임플란트 픽스쳐에 대한 것이다.

픽스쳐, 제1나사산, 제2나사산, 외경

Description

치과용 임플란트 픽스쳐{Dental implant fixture}

본 고안은 치과용 임플란트 픽스쳐에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 피질골에 삽입되는 경우에 과도한 식립토크의 상승을 줄이면서 확실하게 골조직 내에 식립될 수 있도록 하는 치과용 임플란트 픽스쳐에 대한 것이다.

스크류 타입의 픽스쳐는 픽스쳐 몸통부 외주면에 나사산이 형성되어 있으며, 치과 및 정형외과의 보철물 등을 뼈에 고정하기 위한 고정부재로서 사용된다. 픽스쳐가 삽입되는 골조직은 크게 해면골과 피질골로 이루어진다. 해면골은 뼈의 내부에 있는 비교적 연한 골조직이며, 피질골은 해면골보다 단단하며 일반적으로 해면골을 둘러싸는 비교적 얇은 막을 형성하는 부분이다. 통상적으로 해면골의 깊이가 피질골에 깊이에 비하여 길기 때문에 픽스쳐가 삽입되면 주로 해면골에 식립되게 된다.

도 1에는 종래기술에 따른 임플란트 픽스쳐(100)가 개시된다. 상기 임플란트 픽스쳐(100)는 상단으로부터 하단까지 동일한 크기의 나사산(111)이 형성되는 몸체부분(110)과, 그 몸체부분(110)의 하측에 배치되며 외부에 절삭홈(121)이 형성되어 있는 진입부(120)로 이루어진다. 이러한 종래기술에 따른 임플란트 픽스쳐는 반복 회전에 의한 삽입시 나타나는 토크양상이 초기에는 상승된 후에 점점 감소되는 경향을 보이게 되어 초기고정력이 낮에지게 되는 문제점이 있다. 이와 같이 초기고정력이 낮은 경우에는 확실하게 픽스쳐가 골조직에 식립되어 있지 않기 때문에, 골조직의 성장과정에서 픽스쳐에 외력이 가해지는 경우 쉽게 초기 위치가 변경되어 버리거나 주변 골조직에 손상을 가할 염려가 있게 된다.

도 2에 따른 종래기술에 따른 임플란트 픽스쳐(200)는, 나사산이 형성되는 몸체부분(210)과, 그 몸체부분(210)의 하측에 배치되며 외부에 절삭홈(221)이 형성되는 진입부(220)로 구성된다. 이때, 상기 몸체부분(210)은 상측에 배치되며 작은 크기의 미세나사산(211a)이 형성되는 제1부분(211)과, 상기 제1부분(211)의 하측에 배치되며 큰 크기의 매크로나사산(212a)이 형성되는 제2부분(212)으로 이루어진다.

이러한 종래기술에 따른 임플란트 픽스쳐는 제2부분으로부터 제1부분으로 나사산수의 증가 등으로 인하여 초기 고정력이 지속적으로 증가되어 확실하게 픽스쳐가 골조직에 식립될 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 도 2에 따른 픽스쳐는 제1부분과 제2부분에서 발생되는 나사산의 증가로 인하여 과도하게 식립토크가 증가될 염려가 있다. 즉, 제2부분에 비해서 제1부분의 나사산의 수가 증가함에 따라 식립되는 주변골조직의 외벽에는 새로운 나사홈이 형성되게 되고 이러한 신규의 나사홈을 형성하는 과정에서 식립토크가 급격하게 증가된 염려가 있다. 이러한 식립토크의 급격한 증가는 골흡수를 야기시킬 수 있다. 즉, 골흡수란 픽스쳐가 식립된 주위의 골조직의 양이 줄어들면서 퇴화되는 현상으로서, 이와 같은 골흡수는 픽스쳐의 고정력을 약화시켜 전체적인 픽스쳐의 안정성을 저해하거나 그 픽스쳐의 상단에 부착되는 보철물의 파손을 초래할 염려도 있다.

본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 급격한 식립토크의 증가가 없으면서 초기고정력을 충분히 확보할 수 있는 치과용 임플란트 픽스쳐를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 치과용 임플란트 픽스쳐는, 중심축을 중심으로 회전함에 따라 피질골과 해면골로 이루어지는 골조직에 삽입되어 인공치근을 형성하는 치과용 임플란트 픽스쳐에 있어서,

상기 피질골에 삽입되며 외주면에 제1정점과 제1골이 교대로 배치되는 제1나사산이 형성되는 제1부분;

상기 제1부분의 하측에 배치되고 상기 해면골에 삽입되며, 외주면에 제2정점과 제2골이 교대로 배치되는 제2나사산이 형성되되, 상기 제2나사산의 인접한 제2정점사이의 거리가 상기 제1나사산의 인접한 제1정점사이의 거리와 같으며, 제2나사산의 외경이 상하방향으로 거의 동일하게 유지되고, 상기 제2나사산의 내경이 상기 제1나사산의 내경보다 작은 제2부분; 및

상기 제2부분의 하측에 배치되고 상기 해면골에 삽입되며, 외주면에는 제3정점과 제3골이 교대로 배치되는 제3나사산과, 상기 제3골보다 중심축과 근접하도록 패여진 제1커팅부가 마련되어 있는 제3부분;으로 이루어지되, 상기 제1나사산과 제2나사산은 2줄 이상의 다줄로 이루어진 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스 쳐를 제공한다.

상기 치과용 임플란트 픽스쳐에서, 상기 제1나사산의 모든 제1정점들과 상기 제2나사산의 모든 제2정점들은 동일면에 놓이는 것이 바람직하다.

상기 치과용 임플란트 픽스쳐에서, 상기 제2나사산의 내경은 상기 제1나사산의 내경보다 0.1 ~ 1.0 mm 만큼 작은 것이 바람직하다.

상기 치과용 임플란트 픽스쳐에서, 상기 1나사산에서 인접한 제1정점사이의 거리를 S₁이라고 하고, 제2나사산에서 인접한 제2정점들 사이의 거리를 S₂라고 하였을 때, S₁ 및 S₂는 0.6 ~ 1.0 mm 인 것이 바람직하다.

상기 치과용 임플란트 픽스쳐에서, 상기 제1나사산과 상기 제2나사산은 1회전당 이동하는 중심축방향의 이동거리가 동일하며, 상기 이동거리는 0.5 ~ 2.5mm 인 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 치과용 임플란트 픽스쳐는, 제1부분에서 제1나사산의 내경이 상기 제2부분에서 제2나사산의 내경에 비해서 증가되므로, 제2부분에서 제1부분으로 삽입되어 들어가는 동안에 식립토크가 점차적으로 증가되고 이에 따라 초기고정력을 충분히 확보할 수 있는 장점이 있다.

이와 함께, 상기 제2나사산의 인접한 제2정점사이의 거리가 상기 제1나사산의 인접한 제1정점사이의 거리와 같으므로 급격한 토크의 증가가 없어 골흡수 등의 문제가 발생할 염려가 없어 안정적인 식립이 가능하다는 장점이 있다.

또한, 제1 및 제2 나사산이 2줄 이상의 다줄 나사로 이루어져 있으므로, 1줄 나사에 비해서 식립시간을 단축시킬 수 있으며, 주변골조직에 가해지는 응력이 낮아서 응력분산효과가 큰 장점이 있는 효과가 있다.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 임플란트 픽스쳐의 도면이다.

본 실시예에 따른 치과용 임플란트 픽스쳐(1)는 피질골(41)과 해면골(42)로 이루어진 골조직(40)에 삽입되어 인공치근을 형성하는 것이다. 이러한 픽스쳐(1)는 전체적으로 원기둥의 형상을 이루고 있으며 그 외주면에 나사산이 형성되어 있다. 이러한 치과용 픽스쳐(1)가 중심축(C)을 따라 회전되면 상기 피질골(41)과 해면골(42)에 삽입되면서 미리 드릴에 의하여 골조직(40)에 마련된 매식홀의 내주면에 나사홈을 형성하면서 식립된다. 이때, 픽스쳐(1)로 사용되는 소재로는 일반적으로 치과용 픽스쳐(1)에 사용되는 것으로서 티타늄으로 이루어지는 것이 바람직하나, 그 외에도 인체에 거부반응이 없는 것이라면 다른 종류의 금속소재가 사용되는 것도 가능하다.

이러한 본 실시예의 픽스쳐(1)는 제1부분(10), 제2부분(20) 및 제3부분(30)으로 이루어진다. 상기 제1부분(10)은 픽스쳐(1)가 삽입되었을 때 대부분이 피질골(41)에 삽입되는 부분(제1부분(10)의 일부가 해면골(42)에 식립되는 것도 가능하다.)을 말하는 것으로서, 픽스쳐(1)의 상측을 형성한다. 이러한 제1부분(10)의 외주면에는 제1나사산(11)이 형성된다. 상기 제1나사산(11)은 나선형상을 이루고 있으며, 제1정점(11a)과 제1골(11b)이 중심축 방향을 따라서 교대로 배치된다.

상기 제2부분(20)은 상기 제1부분(10)의 하측을 이루는 것이다. 이러한 제2부분은 상기 제1부분(10)과 일체로 결합되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 그 사이에 다른 나사산 구조가 배치되는 것도 가능하다. 상기 제2부분(20)은 대부분이 해면골(42)에 삽입되는 부분(제2부분(20)의 일부가 피질골(41)에 식립되는 것도 가능하다.)을 말하는 것으로서, 픽스쳐(1)의 하부를 이룬다. 이러한 제2부분(20)의 외주면에는 제2나사산(21)이 형성된다. 상기 제2나사산(21)은 나선형상을 이루며 제2정점(21a)와 제2골(21b)가 중심축방향을 따라서 교대로 배치된다. 이러한 제2나사산(21)에서 인접한 제2정점사이의 거리(피치;S₂)는 상기 제1나사산(11)의 제2정점 사이의 거리(피치:S₁)와 같다(즉, S₂ = S₁). 이와 같이 제1나사산(11)과 제2나사산(21)의 정점들 사이의 거리가 서로 같음에 따라 급격한 식립토크의 증가가 발생할 염려가 적다. 즉, 제2부분(20)으로 식립후에 제1부분(10)으로 삽입되는 과정에서 나사산들의 간격이 좁아지거나 새로운 암나산이 골조직의 내벽에 형성되지 않기 때문에 급격한 식립토크의 증가가 발생되지 않게 되고, 이에 따라 주변골조직이 파괴될 염려가 적다.

한편, 제2나사산(21)의 외경(D₂)은 상하방향으로 거의 동일하게 유지된다. 즉, 제2정점(21a)들에 의해서 형성되는 제2나사산의 외경(D₂)은 제2부분의 상단으로부터 하단으로 갈수록 동일하게 유지된다. 이에 따라 제2부분(20)이 식립되는 과정에서 주변골조직에 과도한 압박이 생기거나 또는 토크가 감소하는 현상이 발생하지 않게 된다.

또한, 상기 제1나사산(11)과 제2나사산(21)은 1회전당 이동하는 중심축방향의 이동거리가 동일하도록 하였다. 만약 제1나사산(11)과 제2나사산(21)의 중심축방향의 이동거리가 서로 다르다면 식립할 때 더 큰 회전토크가 요구되며, 이에 따라 주변골에 강한 압박을 가하여 그 주변골에 균열을 발생시킬 수 있기 때문에 바람직하지 못하다. 한편, 이때 이동거리는 0.5 ~ 2.5mm 인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2나사산(21)의 내경(또는 골경이라 함; d₂)은 상기 제1나사산(11)의 내경(d₁)보다 작은 것이 바람직하며, 구체적으로는 0.1 ~ 1.0 mm 만큼 작은 것이 좋다. 이와 같이 제2나사산(21)의 내경(d₂)이 제1나사산(11)의 내경(d₁)보다 작게 되면, 제2부분(20)으로부터 제1부분(10)으로 골조직에 삽입될 때 인접한 골조직에 충분한 압박을 가하게 되며 초기 고정력이 충분히 확보할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 상기 제1나사산(11)의 모든 제1정점(11a)들과 상기 제2나사산(21)의 모든 제2정점(21a)들은 동일면에 놓이는 것이 바람직하다. 즉, 제1나사산(11)의 외경(D₁)과 제2나사산의 외경(D₂)는 서로 동일한 것이 바람직하다. 이에 따라 제2부분(20)이 삽입된 후에 제1부분(10)으로 진입하는 과정에서 식립토크의 감소 또는 급격한 증가가 없게 되어 식립에 유리하게 된다.

또한, 제1나사산(11)과 제2나사산(21)은 다줄 인 것이 바람직하다. 즉, 두줄 이상의 나사산이 형성되어 있게 되는 것이다. 또한, 한 리드(나사산의 정점을 기준으로 하여 픽스쳐(1)를 한바퀴 돌렸을 때 중심축(C)방향으로 상기 정점이 이동한 거리)당 제1나사산(11)의 줄수는 한 리드 당 제2나사산(21)의 줄수와 동등한 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1나사산(11)과 제2나사산(21)은 서로 연속적으로 연결되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는 도 3에 도시된 바와 같이 제2나사산(21)은 제1나사산(11)과 연속적으로 연결되고, 제2나사산(21)는 제1나사산(11)와 연속적으로 연결된다. 이와 같이 제1나사산과 제2나사산이 연속적으로 연결됨에 따라 식립토크의 급작스런 증가가 없이 자연스럽게 임플란트 픽스쳐가 식립될 수 있다.

상기 제3부분(30)은 상기 제2부분(20)의 하측에 배치되고, 외주면에는 제3정점(31a)과 제3골(31b)이 교대로 배치되는 제3나사산(31)과, 상기 제3골(31b)보다 중심축(C)과 근접하도록 패여진 커팅에지(32)가 마련되어 있게 된다. 이러한 제3부분(30)은 픽스쳐의 최하단을 이루는 것으로서 초기에 골조직에 식립되는 진입부분을 이루게 된다. 즉, 제3부분(30)은 최초에 골조직에 삽입되어 그 골조직의 내부에 암나사산을 형성하는 부분으로서, 깊게 패인 커팅에지(32)가 마련되어 있어 쉽게 골조직에 삽입가능하게 한다.

한편, 본 발명에 따른 치과용 임플란트와 관련하여 다음과 같은 구조해석(FEA: Finite Element Analysis)를 실시하였다. 본 구조해석에서는 도 4에 도시된 임플란트(도 2와 유사한 구조), 도 5에 도시된 임플란트(도 3과 유사하나 1줄인 구조), 도 6에 도시된 임플란트(도 3에 도시된 기술_2줄 구조)를 이용하여 최대등가응력을 산출하였다.

즉, 주변골조직에 상기 각각의 임플란트를 식립하는 과정에서 그 각 주변골 에 작용하는 최대등가응력을 계산한 것이다. 그 결과 도 7에 도시된 바와 같이 다른 구조에 비해서 본 실시예에 따른 임플란트(도 6에 도시된 임플란트)의 최대등가응력이 낮아 응력분산효과가 큰 것을 알 수 있었다.

이러한 본 실시예에 따른 치과용 임플란트 픽스쳐는 다음과 같은 작용효과를 가진다. 먼저, 도 8의 왼쪽에 도시한 바와 같이 직경이 h1 인 매식홀을 드릴에 의하여 뚫어놓은 후에, 픽스쳐를 삽입한다. 구체적으로는 상기 픽스쳐를 중심축을 중심으로 회전하면서 삽입하게 된다. 이때, 픽스쳐의 최하단에 위치한 커팅에지가 주변골 조직에 암나사홈을 형성시킴과 동시에 제3부분이 삽입된다. 제1커팅부가 삽입된 이후에 제2부분이 삽입되면서 골조직의 외벽에 암나사산을 형성시키게 된다. 제2부분의 삽입이 완료되면, 제1부분이 삽입되는데 삽입이 완료된 모습은 도 8의 오른쪽에 도시된다.

한편, 제1부분의 나사산들을 거리와 제2부분에서 나사산들의 거리가 동일하게 유지되는데. 이에 따라서 급격한 식립토크의 증가가 없게 된다. 이와 함께, 제2나사산의 내경보다 제2나사산의 내경이 증가됨에 따라 인접한 골조직에 압박을 가하게 되어 초기 고정력이 증가될 수 있게 된다.

이러한 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 치과용 임플란트 픽스쳐는 상기 제2나사산의 인접한 제2정점사이의 거리가 상기 제1나사산의 인접한 제1정점사이의 거리와 같으며, 제2나사산의 외경이 상하방향으로 거의 동일하게 유지되므로 급격한 식립토크의 증가가 없어 골흡수 내지는 골파괴의 염려가 적다는 장점이 있다.

또한 본 고안에 따른 치과용 임플란트 픽스쳐는 상기 제2나사산의 내경이 상 기 제1나사산의 내경보다 작으므로, 제2부분이 삽입된 후에 제1부분이 삽입되는 과정에서 주변 골조직에 압박을 가하게 되어 초기고정력을 충분히 확보할 수 있게 된다.

이와 같이 본 고안에 따른 치과용 임플란트 픽스쳐는 초기고정력을 충분히 확보하면서도 급격한 식립토크의 증가가 없기 때문에 주변골조직이 파손됨이 없이 안정적이면서 확실한 픽스쳐의 식립을 가능하게 할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명에서는 제1 및 제2 나사산이 2줄 이상이므로, 식립시간을 단축시키는 효과가 있다. 또한, 도 7의 결과를 통해서 알 수 있는 바와 같이 2줄의 나사구조로 이루어진 본 실시예는 최대등가응력이 낮아 응력분산효과가 크다는 것을 알 수 있다.

이상에서 실시예 및 변형예를 들어 본 고안을 상세하게 설명하였으나, 본 고안은 반드시 이러한 실시예 및 변형예에 한정되는 것은 아니고 본 고안의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 치과용 픽스쳐를 나타내는 도면.

도 2는 또 다른 종래기술에 따른 치과용 픽스쳐를 나타내는 도면.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 치과용 픽스쳐를 나타내는 도면.

도 4 내지 도 7은 종래기술과 본 실시예에 따른 픽스쳐의 등가응력을 비교하는 도면.

도 8는 도 3의 픽스쳐가 인체의 골조직에 삽입되는 모습을 나타내는 도면.

<도면부호의 상세한 설명>

1... 픽스쳐 10...제1부분

11...제1나사산 12...커팅면

20...제2부분 21...제2나사산

21a...정점 21b...골

30...커팅에지 31...제1커팅부

32...제2커팅부 40...골조직

41...피질골 42...해면골

Claims (5)

1. 중심축을 중심으로 회전함에 따라 피질골과 해면골로 이루어지는 골조직에 삽입되어 인공치근을 형성하는 치과용 임플란트 픽스쳐에 있어서,

   상기 피질골에 삽입되며 외주면에 제1정점과 제1골이 교대로 배치되는 제1나사산이 형성되는 제1부분;

   상기 제1부분의 하측에 배치되고 상기 해면골에 삽입되며, 외주면에 제2정점과 제2골이 교대로 배치되는 제2나사산이 형성되되, 상기 제2나사산의 인접한 제2정점사이의 거리가 상기 제1나사산의 인접한 제1정점사이의 거리와 같으며, 제2나사산의 외경이 상하방향으로 거의 동일하게 유지되고, 상기 제2나사산의 내경이 상기 제1나사산의 내경보다 작은 제2부분; 및

   상기 제2부분의 하측에 배치되고 상기 해면골에 삽입되며, 외주면에는 제3정점과 제3골이 교대로 배치되는 제3나사산과, 상기 제3골보다 중심축과 근접하도록 패여진 제1커팅부가 마련되어 있는 제3부분;으로 이루어지되,

   상기 제1나사산과 제2나사산은 2줄 이상의 다줄로 이루어진 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1나사산의 모든 제1정점들과 상기 제2나사산의 모든 제2정점들은 동일면에 놓이는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2나사산의 내경은 상기 제1나사산의 내경보다 0.1 ~ 1.0 mm 만큼 작은 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.
4. 제1항에 있어서,

   상기 1나사산에서 인접한 제1정점사이의 거리를 S₁이라고 하고, 제2나사산에서 인접한 제2정점들 사이의 거리를 S₂라고 하였을 때, S₁ 및 S₂는 0.6 ~ 1.0 mm 인 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1나사산과 상기 제2나사산은 1회전당 이동하는 중심축방향의 이동거리가 동일하며, 상기 이동거리는 0.5 ~ 2.5mm 인 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.

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