KR20070107105A - 치아 보철기구 제조 방법 및 이 방법을 실행하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임플란트용 치아 보철기구의 제조 방법에 관한 것으로,

- 방사선 가이드를 형성하는 단계로서, 환자 턱뼈에 위치되는 상기 방사선 가이드 영상이 수술적으로 적당한 위치에 놓인 임플란트 및 가상 유도 실린더를 환자의 턱뼈 상에 이입할 수 있도록 처리될 수 있도록 방사선 가이드를 형성하는 단계,

- 영상 처리를 통해 획득되는 정보에 따라 방사선 가이드를 드릴링하는 단계,

- 수술 가이드를 형성하기 위하여, 상기 드릴링된 구멍 내에 실제 유도 실린더를 배치하는 단계,

- 유도 실린더로 유도하면서 수술 가이드를 통해 환자 턱뼈 모델에 드릴링하는 단계,

- 회전 위치에서의 지표와 함께 처리되는 영상이 수술적으로 적당한 위치에 놓일 때, 드릴링된 구멍 내에 임플란트 유사체를 배치하는 단계,

- 환자 턱뼈 내에 임플라트를 설치하기 전에 모델 상에 치과 보철기구를 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 상기 방법을 실행하는 장치에 관한 것이다.

치아 보철기구, 방사선 가이드, 유도 실린더, 방사선 지표, 임플란트

Description

치아 보철기구 제조 방법 및 이 방법을 실행하는 장치{METHOD FOR PRODUCING A DENTAL PROSTHESIS AND A DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD}

본 발명은 치과 환자의 턱뼈에 적용되는 임플란트용 치아 보철기구를 제작하는 방법 및 이 방법을 실행하는 장치에 관한 것이다.

현재 보철기구의 이식은 일반적으로 다음과 같은 네 가지 방법으로 실행된다.

1. 기계적 도움없이 시술자의 손만으로 잇몸을 넓게 절단하고 박리하는 방법.

이러한 이식은 미래의 보철기구에 관한 아무런 기준이나 지표 없이 원시적인 방법으로 실행된다. 이 기술이 가장 나쁜 기술이며, 또한 심미적, 기능적, 위생적 관점에서 최악의 결과를 야기함에도 불구하고, 가장 빈번히 사용되는 기술이다. 또한 가장 많은 사고(턱 신경의 단절, 뼈에 구멍 뚫림, 피질의 단절 등)를 야기하는 기술이기도 하다.

2. 기계적 도움없이 시술자의 손만으로 잇몸을 넓게 절단하고 박리하는 방 법.

이 방법에 따른 이식은 앞선 방법에 비해 좀 더 정확하게 실행된다. 왜냐하면 치의학 연구소들이 미래의 보철기구를 어느 정도 미리 예견하는 수술 가이드(guide)를 만들어 놓았기 때문이다. 이 기술이 두 번째로 가장 빈번히 사용되는 기술이다.

그러나, 이 방법은 잇몸의 절단이 수술 가이드의 사용을 방해하는 요인이 된다는 점으로 인해 종종 수술 가이드를 사용할 수 없다는 것이 단점이다. 이 기술을 이용한 결과는 심미적, 기능적, 위생적 관점에서 종종 나쁘게 나타나며, 위에서 언급된 사고들 또한 빈번히 발생한다.

3. 정보처리된 플래닝에 입각하여 형성된 드릴링 가이드의 도움을 받아 시술하는 방법.

이 기술을 이용하여 뼈의 특성 또는 뼈 및 미래의 보철기구의 특성에 따라 한정되는 위치에 드릴링 실린더를 위치할 수 있다. 이 방법에는 아래의 두 가지 기술이 적용될 수 있다.

- 가이드는 스테레오리소그래픽(STEREOLITOGRAPHIC) 모델, 즉 치아 스캐닝을 통해 획득된 영상을 기준으로 형성된다. 인공물(artifact)이 이러한 가이드의 형성을 종종 방해하며, 그로 인한 정밀성의 결여로 상기 가이드를 사용할 수 없는 경우가 발생하곤 한다.

- 가이드는 치형에 따라, 그리고 치형을 기준으로 실리콘으로 실현된 방사선 가이드에 따라 형성된다(치아 스캐닝을 통해 파생된 영상을 기준으로 하지 않음). 이어서 상기 방사선 가이드는 드릴링을 위한 유도 실린더의 삽입 및 턱뼈 내로의 임플란트의 설치를 통하여 수술 가이드로 전환된다.

상기 기술들을 통해 환자에게 끼칠 수 있는 위험을 줄일 수 있으며, 특히 두 번째 기술은 보철 결과를 향상시킨다.

4. 내비게이션 시스템(GPS) 가이드의 도움을 받아 시술하는 방법.

이 기술을 이용하면 다소간 정확하게 임플란트를 위치시킬 수 있다. 하지만 이 기술은 환자에게 모든 유형의 손해를 예견할 수 있게 해주지 못한다. 왜냐하면 드릴링이 여전히 수작업으로 이루어지며, 그로 인해 미끄러짐 등의 실수가 발생할 수 있기 때문이다. 아울러, 이 기술은 미래의 보철기구를 전혀 고려하지 않는 기술이며, 또한 값비싼 비용이 요구되어, 가장 적게 이용되는 기술이다.

상기 모든 기술들은 임플란트가 미리 배치된 턱뼈의 치형을 찍은 후에 최종 보철기구를 제작해야 한다는 단점을 가진다. 즉, 보철기구는 임플란트를 설치하고 난 뒤 몇 주 후에 형성되고, 이는 복잡한 과정을 요구하며, 임플란트 설치 후 수차례의 처리를 또 받아야 하여 환자에게는 부담이 아닐 수 없다.

본 발명은 환자의 턱뼈 내에 이식할 치아 보철기구를 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 방법을 이용하면 위에서 언급된 단점들을 극복함과 동시에 보철기구의 설치를 단순화할 수 있으며, 향상된 정밀성과 신뢰성을 획득할 수 있다.

본 발명에 따른 환자의 턱뼈 내에 이식할 치아 보철기구를 제조하는 방법은 다음의 단계들을 포함한다:

- 적어도 하나의 방사선 인공 치아 및 방사선 지표들을 구비한, 환자 턱뼈의 치형에 따른 방사선 가이드를 제조하는 단계,

- 턱뼈 상에 위치된 상기 방사선 가이드를 나타내는 2차원 방사선 영상을 컴퓨터로 처리하여 3차원 영상을 획득하는 단계,

- 턱뼈 이미지 중 수술에 적당한 위치에 치아 1개당 가상의 임플란트 1개를 상기 2차원 및 3차원 영상 내에 삽입하고, 가상의 임플란트와 동축 방향으로 놓인 가상의 유도 실린더를 방사선 가이드 영상 내에 삽입하는 단계,

- 상기 영상처리 단계 및 가상 임플란트와 가상 유도 실린더의 삽입 단계 동안 컴퓨터에 의해 수집되고 계산된 데이터에 입각하여 방사선 가이드를 통해 지지된 각각의 인공 치아 내에 제1 드릴링을 통한 수술 가이드를 형성하고, 2차원 영상 및 3차원 영상과 부합하는 가상 유도 실린더처럼 배치되고 방향 잡힌 유도 실린더를 수용하기 적당한 제1 구멍을 형성하고, 적어도 하나의 외부 지표를 갖춘 상기 유도 실린더를 드릴링 된 각각의 제1 구멍 내에 위치시키는 단계,

- 상기 치형으로부터 얻어진 모델 상에 수술 가이드를 배치하는 단계,

- 상기 모델에 제2 구멍을 형성하기 위하여, 각각의 유도 실린더를 통해 가이드되어 제2 드릴링을 실행하는 단계,

- 2차원 및 3차원 영상의 가상 임플란트 깊이에 상응하는 깊이까지 임플란트 유사체를 지지하는 유사체 지지대를 유도 실린더 내로 슬라이딩시키고, 유사체 지지대 상에 제공된 적어도 하나의 제2 외부 지표를 상기 유도 실린더의 제1 외부 지표와 회전 대응시키면서, 각각의 제2 구멍 내에 임플란트 유사체를 배치하는 단계,

- 상기 임플란트 유사체가 2차원 및 3차원 영상 내로 삽입하기 위해 선별된 가상 임플란트(환자의 턱뼈 내에 위치시켜야 할 실제 임플란트에 대응함)의 차원과 부합하는 차원을 나타내며, 또한 상기 임플란트 유사체가 환자 턱뼈에 위치시켜야 할 실제 임플란트를 삽입하기 위해 선별된 임플란트 지지대와 동일하게 만드는 단계,

- 임플란트 유사체를 상기 구멍에 배치된 대로 고정하는 단계,

- 각각의 유사체 지지대 및 수술 가이드를 제거한 후, 하나 또는 다수의 임플란트 유사체를 구비한 모델에 맞춰진 최종 치아 보철기구를 제조하는 단계. 상기 보철기구는, 모델 내에 임플란트 유사체를 배치하기 위해 사용되는 것과 동일한 수술 가이드에 의해 유도되어 임플란트가 턱뼈 내에 삽입된 후, 임플란트 상에 고정될 수 있다.

상기 방법은 턱 신경 및 뼈에 뚫린 구멍(sinus) 등의 상황에 따라 턱뼈 내의 이상적인 위치에 삽입해야 할 각각의 임플란트의 위치를 영상을 통해 한정할 수 있다는 커다란 장점을 제공한다. 본 발명에 따른 적합한 유도를 통해, 반복적인 방법으로 임플란트 유사체 및 각각 유사한 임플란트를 모델 내에 이입하고, 이어서 동일한 방법으로 턱뼈 내에 이입할 수 있다. 이러한 이입은 항상 임플란트 및 임플란트 유사체가 2차원 및 3차원 영상 상에서 정해진 위치에, 즉 동일한 축방향으로 그리고 동일한 깊이로 그 지지체(모델 또는 턱뼈) 내에 고정될 수 있도록 실행된다. 또한, 본 발명에 따르면, 적합한 지표를 통해, 일반적으로 삼각형 또는 다각형 기둥 형태를 나타내며 그 상부에 보철기구가 놓이는 임플란트의 헤드 및 임플란트 유사체의 헤드가 두 경우에 있어서 모두 다 동일한 정확한 위치에 회전 배치된다. 이러한 점을 통해 본 발명은 임플란트의 이입 전에도 모델 상에 하나 또는 다수의 최종 보철기구를 형성할 수 있으며, 또한 임플란트를 이입하는 당일에 임플란트 상에 상기 보철기구를 위치시킬 수 있다는 특징적 장점을 가진다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 하기의 단계들을 포함한다.

- 적어도 하나의 모델의 상기 치형에 입각하여, 환자의 입에 적용할 가치(假齒)를 설치할 모형을 제조하는 단계,

- 설치 코어를 제조하는 단계,

- 상기 가치를 제거한 후, 방사선 영상을 통해 보이는 물질을 모델 상에 장착된 코어 내에 유입하여 아치 형태로 굳히는 단계,

- 상기 아치 형태로 굳어진 물질을 개별적인 방사선 인공 치아로 분할하여, 이 인공 치아들을 상기 코어 내에 다시 배치하여 상기 모델 상에 고정하는 단계,

- 상기 코어를 제거한 후, 상기 모델에 고정된 방사선 인공 치아 상에 자체 경화되는 특성을 지닌 수지를 입혀 방사선 가이드를 형성하는 단계.

본 방법을 통해 보철기구에 필요한 것과 아주 유사한 개별 인공 치아를 갖춘 방사선 가이드의 영상을 실현할 수 있다. 이 인공 치아들은 방사선 영상 실현 시 눈에 보이는 물질인, 인공 치아의 제작을 위해 일반적으로 사용되는 수지 및 바륨 황산염의 혼합물로 구성되는 것이 바람직하다. 바륨 황산염은 예를 들어 용량 비 약 30%의 비율로 혼합물에 섞인다.

본 발명에 따른 방법의 다른 특징들은 청구항에서 언급될 것이다.

본 발명의 목적은 또한 환자의 턱뼈 내에 임플란트를 설치하는데 사용되는 장치, 특히 위에서 기술된 방법을 실행할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 환자의 턱뼈 내에 치아 보철기구를 삽입하는데 사용되는 장치를 제공하며, 이 장치는 다음을 포함한다:

- 환자의 턱뼈 치형으로부터 제작된 하나 이상의 모델,

- 역시 상기 치형으로부터 제작되고, 하나 이상의 방사선 인공 치아 및 방사선 지표를 갖춘 방사선 가이드,

- 컴퓨터,

- 환자의 턱뼈 상에 위치된 상기 방사선 가이드의 2차원 방사선 영상으로부터 3차원 영상을 구성하고, 각 이빨 당 상기 2차원 및 3차원으로 된 영상 내에서 턱뼈 이미지상 수술적으로 적합하다고 판단되는 위치에 가상의 임플란트를 이입하며, 또한 상기 방사선 가이드의 영상 내에서 상기 가상의 임플란트와 동축상으로 놓인 선별된 가상의 유도 실린더를 이입하도록, 상기 컴퓨터를 제어하는 영상처리 프로그램,

- 배치 및 드릴링 도구로서, 상기 방사선 가이드가 방사선 지표들을 사용하여 상기 도구 내에 배치되고, 2차원 및 3차원 영상과 관련하여 컴퓨터가 수집, 계측한 데이터를 바탕으로 방사선 가이드의 각각의 치아 내에 2차원 및 3차원 영상 상에서 가상의 유도 실린더처럼 방향 잡혀 배치되는 유도 실린더를 수용하기 위한 제1 구멍을 드릴링할 수 있는, 배치 및 드릴링 도구,

- 방사선 가이드의 드릴링 된 각각의 제1 구멍들 내에 놓여 수술 가이드가 되며 각각 하나 이상의 제 1 외부 지표를 구비한 유도 실린더,

- 수술 가이드가 모델 상에 위치될 때 각각의 유도 실린더를 통해 유도될 수 있으며, 모델 상의 그 지점에서 상응하는 유도 실린더의 방향에 따라 제2 구멍을 드릴링할 수 있는 하나 이상의 제1 드릴,

- 대응하는 유도 실린더를 통해 축방향으로 슬라이딩하는 유사체 지지대를 사용하여 모델의 각각의 제2 구멍 내에 배치되도록 선택된 가상 임플란트에 대응하는 임플란트 유사체로서, 각각의 유사체 지지대는 상기 임플란트 유사체가 2차원 및 3차원 영상에서 수술에 적합한 위치에 놓일 때 유도 실린더에 대한 유사체 지지대의 슬라이딩을 멈추는 정지 수단과, 회전에 의하여 유도 실린더의 하나 이상의 제1 외부 지표와 대응하게 되는 하나 이상의 제2 외부 지표를 포함하는, 임플란트 유사체,

- 하나 또는 다수의 임플란트 유사체를 구비한 모델 상에 적용가능한 치아 보철기구,

- 수술 가이드가 환자의 턱뼈 상에 위치될 때 각각의 유도 실린더를 통해 가이드될 수 있으며 상기 유도 실린더의 방향을 따라 턱뼈에 제3 구멍들을 드릴링 할 수 있는 하나 이상의 제2 드릴로서, 2차원 및 3차원 영상에서 가상 임플란트의 수술에 적합한 위치의 깊이에서 유도 실린더에 맞닿아 드릴의 침투를 정지시키는 정지 수단을 포함하는 제2 드릴,

- 상응하는 유도 실린더를 통하여 축방향으로 슬라이딩하는 임플란트 지지체의 도움으로 환자 턱뼈의 각각의 제3 구멍 내에 놓이도록 선택된 각각의 가상 임플란트에 대응하는 임플란트로서, 각각의 임플란트와 그 임플란트 지지체는 모델 내에서 사용되는 임플란트 유사체 및 유사체 지지대와 동일한 크기 및 형태를 가지고, 각각의 임플란트 지지대는 임플란트가 수술에 적합한 위치에 놓일 때 유도 실린더 내에서 임플란트 지지대의 슬라이딩을 멈추는 정지 수단과 회전에 의하여 유도 실린더의 하나 이상의 제1 외부 지표와 대응하게 되는 하나 이상의 제3 외부 지표를 포함하며, 턱뼈 내에 고정된 임플란트들은 모델 상에서 미리 형성된 치아 보철기구를 수용할 위치에 놓이게 되는 임플란트.

본 발명에 있어서 치아 보철기구란 치아 임플란트 상에 위치될 수 있는 모든 유형의 기구를 일컫는다. 예를 들어, 크라운, 교각치(abutment) 부품, 가로장(bar), 브릿지(bridge) 등을 들 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 각각의 유도 실린더 및 이 유도 실린더의 내부로 슬라이딩되는 각각의 유사체 지지대 또는 각각의 임플란트 지지대는 미리 정해진 위치에서 유도 실린더에 대해 유사체 지지대 또는 임플란트 지지대의 회전 운동을 멈추는 역(reciprocal) 정지수단을 가지며, 이 정지수단은 상기된 제1, 제2 또는 제3 외부 지표로 사용된다. 바람직하게는, 각각의 유도 실린더는 내경을 가진 축 방향 공동(cavity)을 가지며, 각각의 유사체 지지대 또는 임플란트 지지대 또는 각각의 제2 드릴은 상기 유도 실린더의 공동 내로 슬라이딩할 수 있는 외경을 가진 원통형 부분 및 상기 정지 수단으로 사용되는 상기 내경보다 큰 직경을 가진 플랜지를 포함한다.

치아 보철기구의 제조 방법에 관한 본 발명의 다른 특징들은 이하에서 첨부 도면들을 참조한 비한정적인 실시예를 통하여 더욱 상세하게 기술될 것이다.

도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 수술 가이드의 제작 단계를 나타내는 단면도,

도 9 내지 도 11은 모델 내로 임플란트 유사체을 삽입하고, 임플란트 유사체 상에 최종 보철기구를 형성하는 단계를 나타내는 단면도,

도 12는 본 발명에 따른 유도 실린더의 측부 입면도,

도 13은 본 발명에 따른 유사체 지지대의 측부 입면도,

도 14는 임플란트 유사체를 유사체 지지대에 고정하는 고정 나사,

도 15는 임플란트 유사체 및 유사체 지지대가 결합된 형태를 나타내는 부분 단면도,

도 16은 모델 내에서 사용되는 드릴을 나타내는 도면이다.

상기 도면들에서 동일하거나 유사한 요소들은 동일한 참조번호를 사용하였다.

방사선 가이드의 형성

먼저, 잇몸과 치아의 3차원 주형을 획득하기 위하여, 중간 점성 또는 약한 점성을 띄는 실리콘으로 된 환자 턱뼈의 정밀하고 비압축적인 치형을 형성한다. 그리고, 처리할 턱뼈의 대교치(antagonist)의 치형과 이에 따른 대교치의 주형을 획득하기 위하여 동일한 방법을 실행한다. 획득된 치형들에 입각하여 경화 플라스터(plaster)로 된 모델들을 주조한다. 이때 처리할 턱뼈 모델(1)의 경우에는 세 번 (도 1 참조), 대교치 턱뼈의 경우에는 한 번 시행하는 것이 좋다.

도 2에 도시된 바와 같이, 예컨대 "Physiodens"라는 상표명으로 유통되고 있는 밀랍 또는 수지로 된 장착용 베이스(2)와 선별된 가치(3)를 사용하여 모델(1) 상에 정밀한 장착("wax-up")을 실행한다. 이러한 장착을 통해 보철의 결과를 미리 정확하게 예견할 수 있다. 이 장착은 환자의 입에서 시도되어야 하며, 경우에 따라서는 조절된다(도 3 참조).

상기 시도 후, 모델(1)에 놓인 장착용 베이스(2) 상에 예를 들어 실리콘으로 된 코어(core)(4)를 형성한다(도 4 참조). 이어서 코어로부터 장착용 베이스(2)와 가치(3)들을 제거한다. 도 5에 도시되어 있듯이, 코어(4)와 모델(1) 사이에 남겨진 빈 공간에 인공 치아의 드릴링을 위해 일반적으로 사용되는 합성 수지와 같은 물질과 방사선 영상에서 눈에 보이는 물질인 바륨 황산염(sulphate of barium)을 약 30 부피% 로 섞은 혼합물을 채워 넣는다. 경화 후 상응하는 아치(5)가 획득된다(도 5 참조).

모델(1)에서 코어(4)를 제거한 후, 경화된 아치(5)를 꺼내고 이를 개별 치아(6)들로 나눈다. 개별 치아들은 가능한 한 가장 자연스러운 형태를 얻기 위하여 재처리된다. 이어서 개별 치아(6)들을 코어(4) 내에 위치시킨다. 이때 치아들 간에 접촉이 발생하지 않도록 약 0.5 mm 정도의 공간이 남도록 배치한다. 이어서 모델(1)에 치아를 구비한 코어(4)를 위치시키고, 경우에 따라 구개(palatine) 또는 설상부(lingual) 쪽에 자체 경화되는 수지를 부어 넣는다. 이 수지의 경화 후, 코어(4)를 꺼낼 수 있으며, 이때 인공 치아(6)는, 도 6에 도시되어 있듯이, 모델(1) 상에 고정된다.

이어서, 방사선 가이드(7)라 불리는 가이드를 형성하기 위해서, 인공 치아(6) 및 그 주위에 예컨대 자체 경화되는 수지를 입힐 수 있다(도 7 참조).

이어서, 모델(1)에서 방사선 가이드를 떼어내고, 가이드의 기저면에서 언더컷(undercut)을 제거하고, 그 상부에 방사선 지표를 붙여 방사선 가이드 작업을 마친다. 방사선 지표는 영상 기기의 내부 및 영상이 획득된 위치에 방사선 가이드를 위치시킬 공간을 허용한다. 이와 같은 지표는 예컨대 레고 블록(28)(도 7 참조) 및/또는 적절한 장소에서 가이드에 삽입되는 방울(gutta) 포인트로 구성될 수 있다.

이때 방사선 가이드는 환자의 입에서 다시 테스트될 수 있다.

3차원 영상의 형성

환자 턱뼈 상에 위치된 방사선 가이드의 2차원 영상은 예를 들어 스캐너 등의 기기를 이용한 스캐닝을 통해 획득된다. 일반적으로 스캐너를 통해 획득된 데이터는 예를 들어 CD 등의 DICOM 모드로 된 디스크 상에 기록될 수 있다.

이 데이터들은 컴퓨터 내에서 2차원 영상을 3차원 영상으로 전환하도록 처리된다. 이를 위해 컴퓨터는 시중에 유통되는 예컨대 "Distridenta Sprl"사에 의해 제작 판매되는 MED3D 프로그램 등의 프로그램을 이용해 제어된다. 물론 이러한 2차원 및 3차원 영상에는 턱뼈가 나타나며, 턱뼈가 하부 턱뼈이면 턱 신경이 나타나고, 턱뼈가 상부 턱뼈이면 뼈에 뚫린 구멍(sinus)이 나타날 것이다. 또한 상기 영상들 상에는 방사선 가이드가 거의 대조(contrast)되지 않은 형태로 나타나며, 또한 방사선 지표들도 나타난다. 인공 치아는 특정 조성 때문에 빛나는 흰색을 띄어, 무광택의 색을 띄는 다른 부분들과 아주 명확하게 구분된다.

상기 컴퓨터 프로그램은, 시중에서 구입할 수 있는 컴퓨터 데이터에 기록되어 있는 임플란트 중에서 각각의 이식할 이빨에 적당한 유형 및 크기(길이, 직경)의 임플란트를 선별하도록 한다. 이어서 턱뼈의 2차원 및 3차원 영상에서 수술에 적합한 위치에 가상 이미지 형태로 상기 선별된 임플란트를 이입한다. 이때 임플란트는 특히 분리된 주변 치아들의 위치, 교합(occlusion), 신경, 뼈에 뚫린 구멍(sinus), 뼈의 양상에 따라 가상으로 위치된다. 또한 임플란트 주변에서 뼈의 통합(osseo-integration) (1.5 mm)을 위해 뼈의 양이 충분한지 검사된다.

상기 컴퓨터 프로그램은 또한 방사선 가이드의 영상에서 특정 케이스에 적당한 높이 및 직경으로 된 유도 실린더를 가상으로 위치할 수 있게 한다. 이러한 파라미터는 임플란트 정상부에 따라 정해진다. 가상의 유도 실린더는 가상 임플란트와 동축 방향으로 위치된다.

컴퓨터는 가상 임플란트 및 가상 유도 실린더의 조절 좌표를 2차원 및 3차원 영상 내에 전자적으로 전달할 수 있는 형태로 기록한다.

수술 가이드의 형성

상기 2차원 및 3차원 영상 데이터들은 데이터의 해독 및 이용이 가능한 배치 및 드릴링 도구에 전달된다. 예컨대 시중에서 구입할 수 있는 "Distridenta Sprl" 사의 MED3D라고 명명된 기기를 사용할 수 있다. 컴퓨터의 계산에 따라 배치 도구에 예컨대 플라스터와 함께 방사선 가이드(7)를 배치한다. 각각의 환자들에 맞추어진 정확한 유일의 위치에 이처럼 배치한 후, 배치 도구는 방사선 가이드(7)의 인공 치아(6)들 각각에 구멍(8)을 드릴링 할 수 있다(도 8참조). 이때 각 구멍들은 가상의 유도 실린더처럼 2차원 및 3차원 영상 상에 배열된다. 이어서 예를 들어 배치 도구에 배열되는 실린더 지지대를 통하여 각 구멍 내에 유도 실린더(9)를 위치시킬 수 있다.

이러한 유형의 유도 실린더에 관한 일 실시예가 도 12에 도시되어 있다. 이 유도 실린더에는 상부 가장자리에 V자형 홈(notch)(10) 형태의 외부 지표가 제공된다. 이 홈은 장착될 임플란트 코일 방향의 기울기와 실린더 축과 평행한 정지면을 가지는 경사면을 구비한다. 실린더는 수술 가이드가 환자의 입 안에 위치될 때 상기 지표가 입의 외부에서 보일 수 있도록 위치된다. 또 다른 유형의 지표들이 예상될 수 있는데, 예를 들어 실린더 상부 가장자리에 놓이는 하나 또는 다수의 표시부를 들 수 있다. 실린더(9)는 위치된 후 적절한 합성 물질의 광중합(photopolymerization)을 통해 구멍(8)에 고정된다. 이제 수술 가이드(11)는 사용 준비 상태에 놓인다.

모델에 최종 보철기구의 실현

상기 수술 가이드(11)를 모델(1)에 위치시킨다. 이때 수술 가이드의 실린 더(9)에 의해 유도되어 모델에 구멍(16)을 드릴링한다(도 8 참조). 물론 환자의 입에서 행해질 미래의 수술적 드릴링을 유도하는데 사용되는 실린더(9)의 손상을 피하기 위해 여기서 도시되지는 않았지만 유도 실린더(9)의 내부에 삽입되는 보호 실린더에 의해 상기 실린더(9)를 보호할 수 있다. 드릴링은 수동으로 실행될 수도 있으며, 배치 및 드릴링 도구에 의하여 실행될 수도 있다. 사용가능한 드릴의 형태는 도 16에 예시되어 있다. 이 드릴(12)의 몸통부는 드릴링 가이드(13)를 관통하여 드릴링 가이드 내에서 슬라이딩하며, 드릴링 가이드는 유도 실린더(9)의 내부에서 슬라이딩할 수 있는 하부 파트(14)와 유도 실린더(9)보다 더 큰 직경을 가지는 상부 파트(15)를 포함한다.

2차원 및 3차원 영상의 실현 시 선별된 임플란트의 유형 및 크기를 가지는 임플란트 유사체(17)가 유사체 지지대 상에 고정된다. 임플란트 유사체란 임플란트의 임계 크기, 즉 상부 파트에서의 임플란트의 높이 및 직경값을 가지는 유사체를 말한다. 임플란트 유사체는 외부 나사골이 형성될 필요가 없으며, 대다수의 임플란트처럼 뾰족한 형태를 가질 필요도 없다. 도시된 실시예에서, 임플란트 유사체는 표면에 홀딩 홈이 형성된 원통형태를 나타낸다. 반면, 임플란트 유사체는 장착될 임플란트의 헤드부와 동일한 삼각형 또는 사각형 또는 다각형 섹션을 가진 돌출 헤드부를 가져야 한다.

유사체 지지대(18)의 일 실시예가 별도로 도 13에 도시되어 있다. 이 유사체 지지대는 유도 실린더(9) 내에서 슬라이딩할 수 있는 원통형 몸체(19)를 가지며, 이는 도 15에 도시되어 있다. 유사체 지지대는 예를 들어 유도 실린더(9)의 내경보 다 큰 외경을 가진 환형 플랜지(20) 형태로 된 슬라이딩 정지 수단을 또한 포함한다. 상기 몸체(19)는 플랜지(20) 반대편에 놓인 단부에, 몸체의 직경보다 작고 임플라트 유사체의 직경보다 크거나 같은 직경을 가지는 와셔(washer)(29)를 구비하며, 임플란트 유사체(17)의 정상부 공동(cavity)에서 꽉 끼워 맞춰질 수 있는 원통형 돌출부(30)를 가진다. 상기 와셔(29)의 두께는 제 위치에 놓인 임플란트 유사체 및 유도 실린더 사이에 제공되어야 할 적절한 거리값에 따라 선택될 것이다. 도 14에 예시된 고정용 나사(22)가 임플란트 유사체를 구멍(16) 내로 삽입하는 동안 임플란트 유사체를 유지시키기 위하여 유사체 지지대(18)의 내부에 놓일 수 있다. 도 9에 도식적으로 표시된 유사체 지지대(18) 상에서 보이듯이, 임플란트 유사체에는 손잡이(27)가 장착될 수 있다.

유사체 지지대(18)의 플랜지는 유도 실린더(9)의 상부 가장자리에 있는 홈(10)의 형태에 대응하는 아래쪽으로 돌출된 돌출부(23)의 형태로 된 적어도 하나의 외부 지표 또한 가질 수 있다. 유사체 지지대(18)를 유도 실린더 내로 완전히 밀어넣기 위해서는 상기 돌출부(23)가 상기 홈(10) 내에서 완전히 맞물릴 때까지 유사체 지지대(18)를 축 둘레로 회전시켜야 한다. 그러므로, 유사체 지지대의 삽입 시, 유사체 지지대의 축방향 슬라이딩은 플랜지(20)와 유도 실린더(9)의 상부 가장자리가 접촉하면 멈추며, 임플란트 유사체의 회전 위치는 유도 실린더 축과 평행으로 놓인 홈(10) 표면의 돌출부(23)의 받침부에 의해 조절된다. 이는 임플란트 유사체가 2차원 및 3차원 영상에 따라 요구되는 깊이 및 방향에 맞춰 위치되었음을 의미하는 것이다. 일반적으로 다변형의 삼각형 섹션을 가진 임플란트 유사체의 상기 된 헤드부(24)는 유도 실린더의 홈(10)에 대해 한정된 회전 위치를 수용하게 된다.

구멍(16) 내의 임플란트 유사체(17)의 위치는 단 하나의 유일한 위치를 나타내며, 완전히 한정된 위치를 나타낸다. 임플란트 유사체는, 모델(1)의 이면을 통해 구멍(16) 내에 삽입되는 수축 현상 없이 중합시킬 수 있는 예컨대 수지 유형의 적합한 접착제를 통해 구멍(16) 내에 고정된다. 그 후, 유사체 지지대를 제거할 수 있다(도 10 참조). 모델은, 마치 현재 임플란트가 설치된 환자 턱뼈의 치형(즉 임플란트 설치 후 몇 주가 지난 후 형성된 치형)을 만든 후에 모델을 실현하는 것처럼, 예를 들어 가로장(bar) 유형, 크라운 유형 또는 브릿지 유형 등의 최종 보철기구의 형성을 위해 준비된다. 모델에 위치된 보철기구는 도 11에 도시되어 있으며, 여기서 교각치(abutment) 요소(25)는 상응하는 최종 인공 치아(26)와 함께 각각의 임플란트 유사체 상부에 고정된다.

보철기구의 장착

이어서, 유도 실린더(9)가 구비된 수술 가이드(11)가 환자의 입 안에 위치된다.

이때 수술용 드릴을 사용하여 유도 실린더를 통해 모델에 행했던 방법과 동일한 방법으로 턱뼈에 구멍을 드릴링한다. 하지만 상기 드릴은 유도 실린더에 의해 정확한 방향으로 유도될 뿐 아니라, 2차원 및 3차원 영상 상에서 임플란트의 깊이에 대응하는 적당한 높이에 있을때 유도 실린더(9)에 맞닿아 있는 플랜지에 의해 슬라이딩이 멈춰진다. 이러한 드릴링은 다양한 드릴을 사용하여 단계적으로 실행될 수 있으며, 이는 이미 잘 알려져 있는 것이다.

이어서 상기 구멍들 중 각각의 구멍에 유사체 지지대와 비슷한 임플란트 지지대를 사용하여, 즉 예를 들어 플랜지 형태의 슬라이딩 정지수단을 구비하고 예를 들어 유도 실린더(9)의 홈(10)과 함께 작동할 수 있는 하부로 돌출된 형태의 지표 수단을 구비한 임플란트 지지대를 사용하여, 임플란트 유사체와 비슷한 임플란트를 이입한다. 그 결과 임플란트는 적절한 방향으로 요구되는 깊이에 이르기까지 삽입되며, 임플란트 유사체의 헤드부와 동일한 섹션의 임플란트의 헤드부는 회전 시 그 상부에 보철기구가 설비되는 임플란트 유사체의 헤드부(24)와 동일한 위치를 가진다.

입 안에서 임플란트는 정해진 한 곳에 위치되며, 그 위치는 모델에서 임플란트 유사체의 위치와 완벽하게 일치하는 위치이고, 또한 2차원 및 3차원 영상의 방사선 영상에서 나타나는 위치와 완벽하게 일치하는 위치이다. 그러므로 임플란트의 설치 전에 미리 제작된 보철기구를 즉시 그곳에 위치시킬 수 있다.

이러한 기술의 또 다른 장점은, 보철기구를 예상할 수 있다는 점 덕분에 임플란트/보철기구/뼈의 정확한 위치를 알 수 있다는 것이며, 또한 깊이, 회전 및 측부 위치 등에 관련된 모든 유형의 안전장치가 미리 한정되어 고정될 수 있다는 것이다. 그 결과 드릴링 시 시술자에 의해 야기될 수 있는 모든 인간적 오류가 제거될 수 있다.

이러한 정확성 덕분에, (예를 들어 티타늄 또는 지르코늄으로 된) 임플란트를 곧은 형태 또는 각진 형태의 밑둥을 가진 최종 형태가 이미 완성된 하나의 부품(임플란트 및 밑둥으로 된 부품)으로 만들어낼 수 있다. 이러한 유형의 임플란트 의 장점은 입 안에서 더 이상 임플란트를 다시 재단할 필요가 없다는 것이며, 그 결과 동조적(homothetic) 감소 단계 동안 임플란트를 통해 뼈 쪽으로 열기가 더 이상 전파되지 않는다. 그러므로 뼈가 타서 설치가 곤란해질 위험을 배제할 수 있다.

본 발명은 상기된 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 사상의 틀에서 벗어남이 없는 다수의 변형된 형태들이 실시될 수 있다.

예를 들어 2차원 및 3차원 영상에 입각한 가로장(bar), 교각치(abutment), 크라운 또는 브릿지를 가상의 모델로 예견해볼 수 있으며, 또한 상기 영상 및 계산값을 금속 또는 세라믹 재질의 블록 내에서 보철기구에 밀링 작업할 수 있는 기계-장치에 전달할 수 있다. 영상은 수지와 혼합된 바륨 황산염이 부피비 30% 이상일 때 생성되는 흰색(보철기구를 나타냄)과 직접 환경을 나타내는 다양한 색깔 간의 색채 대조를 바탕으로 실현된다. 색의 다양성은 Houndsfield 값으로 나타난다. 치아 형태의 최종 결과를 정확하게 한정할 수 있다는 점 덕분에 3D 메쉬(3D mesh)가 즉시 생성될 수 있다. 가장자리 및 표면 매듭의 교점(node)의 교정은 컴퓨터 작동자가 보유하는 정사영(orthographic)의 상(view) 덕분에 상기 작동자에 의해 수정될 수 있다. 스캐너 영상을 바탕으로 상기 형태를 획득한 후 보철기구 부피의 동조적 감소를 시행하는데 이는 수지, 합성물질 또는 세라믹을 바르기 위한 위치를 가지기 위해서이다. 이어서 상기 획득된 형태는 임플란트에 연결된다. 이때 시술자는 임플란트의 내부 및 외부 모델을 이미 보유하고 있으며, 고정 나사의 형태 또한 보유하고 있다. 가상 모델의 완성 후, 데이터는 상기 금속 또는 세라믹 재질의 블록 내에서 보철기구의 기부(base)에서 밀링 작업하는 기계-장치가 요구하는 포맷에 상 응하는 CAO 포맷으로 전환되어, 전파(export)된다. 보철기구의 기부를 획득한 후, 기부를 모델의 유사체에 고정한 후, 기존에 알려진 방법대로 수지, 합성물질 또는 세라믹을 바른다.

Claims (8)

1. 환자의 턱뼈에 이식할 치아 보철기구의 제작 방법으로서,

   - 하나 이상의 방사선 인공 치아 및 방사선 지표들을 구비한, 환자 턱뼈의 치형에 따른 방사선 가이드를 제조하는 단계;

   - 턱뼈 상에 위치된 상기 방사선 가이드를 나타내는 2차원 방사선 영상을 컴퓨터로 처리하여 3차원 영상을 획득하는 단계;

   - 턱뼈 이미지 중 수술에 적당한 위치에 치아 1개당 가상의 임플란트 1개를 상기 2차원 및 3차원 영상 내에 삽입하고, 가상의 임플란트와 동축 방향으로 놓인 가상의 유도 실린더를 방사선 가이드 영상 내에 삽입하는 단계;

   - 상기 영상처리 단계 및 가상 임플란트와 가상 유도 실린더의 삽입 단계 동안 컴퓨터에 의해 수집되고 계산된 데이터에 입각하여 방사선 가이드를 통해 지지된 각각의 인공 치아 내에 제1 드릴링을 통한 수술 가이드를 형성하고, 2차원 영상 및 3차원 영상과 부합하는 가상 유도 실린더처럼 배치되고 방향 잡힌 유도 실린더를 수용하기 적당한 제1 구멍을 형성하고, 적어도 하나의 외부 지표를 갖춘 상기 유도 실린더를 드릴링 된 각각의 제1 구멍 내에 위치시키는 단계;

   - 상기 치형으로부터 얻어진 모델 상에 수술 가이드를 배치하는 단계;

   - 상기 모델에 제2 구멍을 형성하기 위하여, 각각의 유도 실린더를 통해 가이드되어 제2 드릴링을 실행하는 단계;

   - 2차원 및 3차원 영상의 가상 임플란트 깊이에 상응하는 깊이까지 임플란트 유사체를 지지하는 유사체 지지대를 유도 실린더 내로 슬라이딩시키고, 유사체 지지대 상에 제공된 적어도 하나의 제2 외부 지표를 상기 유도 실린더의 제1 외부 지표와 회전 대응시켜, 각각의 제2 구멍 내에 임플란트 유사체를 배치하는 단계;

   - 상기 임플란트 유사체가 2차원 및 3차원 영상 내로 삽입하기 위해 선별된 가상 임플란트(환자의 턱뼈 내에 위치시켜야 할 실제 임플란트에 대응함)의 차원과 부합하는 차원을 나타내며, 또한 상기 임플란트 유사체가 환자 턱뼈에 위치시켜야 할 실제 임플란트를 삽입하기 위해 선별된 임플란트 지지대와 동일하게 만드는 단계;

   - 임플란트 유사체를 상기 구멍에 배치된 대로 고정하는 단계;

   - 상기 보철기구가 모델 내에 임플란트 유사체를 배치하기 위해 사용되는 것과 동일한 수술 가이드에 의해 유도되어 임플란트가 턱뼈 내에 삽입된 후 임플란트 상에 고정될 수 있도록, 각각의 유사체 지지대 및 수술 가이드를 제거한 후, 하나 또는 다수의 임플란트 유사체를 구비한 모델에 따라 최종 치아 보철기구를 제조하는 단계; 를 포함하는 보철기구의 제작 방법.
2. 제1항에 있어서,

   - 적어도 하나의 모델의 상기 치형에 입각하여, 환자의 입에 적용할 가치(假齒)를 설치할 모형을 제조하는 단계;

   - 설치 코어를 제조하는 단계;

   - 상기 가치를 제거한 후, 방사선 영상을 통해 눈에 보이는 물질을 모델 상에 장착된 코어 내에 유입하여 아치 형태로 굳히는 단계;

   - 상기 아치 형태로 굳어진 물질을 개별적인 방사선 인공 치아로 분할하여, 이 인공 치아들을 상기 코어 내에 다시 배치하여 상기 모델 상에 고정하는 단계;

   - 상기 코어를 제거한 후, 상기 모델에 고정된 방사선 인공 치아 상에 자체 경화되는 특성을 지닌 수지를 입혀 방사선 가이드를 형성하는 단계를 포함하는 보철기구의 제작 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 방사선 영상을 통해 눈에 보이는 물질은 인공치아 제작을 위해 일반적으로 사용하는 수지 및 바륨 황산염의 혼합물인 것을 특징으로 하는 보철기구의 제작 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 치아 보철기구의 제작은, 방사선 영상에 따라 보철기구 요소들의 가상 모델 형성하는 단계, 상기 요소들의 가상 이미지에 대응하는 데이터를 컴퓨터에 기록하는 단계, 상기 데이터를 기계-장치에 전달하는 단계, 상기 데이터에 따라 적절한 물질 내에서 상기 기계-장치를 통해 상기 요소들을 밀링하는 단계, 및 미리 밀 링된 상기 보철기구 요소들을 모델의 임플란트 유사체에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보철기구의 제작 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 처리된 방사선 영상은 스캐닝을 통해 획득되는 것을 특징으로 하는 보철기구의 제작 방법.
6. 환자의 턱뼈 내에 치아 보철기구를 설치하는 장치로서,

   - 환자의 턱뼈 치형으로부터 제작된 하나 이상의 모델(1);

   - 역시 상기 치형으로부터 제작되고, 하나 이상의 방사선 인공 치아(6) 및 방사선 지표(28)를 갖춘 방사선 가이드(7);

   - 컴퓨터;

   - 환자의 턱뼈 상에 위치된 상기 방사선 가이드의 2차원 방사선 영상으로부터 3차원 영상을 구성하고, 각 이빨 당 상기 2차원 및 3차원으로 된 영상 내에서 턱뼈 이미지상 수술에 적합하다고 판단되는 위치에 가상의 임플란트를 이입하며, 또한 상기 방사선 가이드의 영상 내에서 상기 가상의 임플란트와 동축상으로 놓인 선별된 가상의 유도 실린더를 이입하도록, 상기 컴퓨터를 제어하는 영상처리 프로그램;

   - 배치 및 드릴링 도구로서, 상기 방사선 가이드(7)가 방사선 지표(28)들을 사용하여 상기 도구 내에 배치되고, 2차원 및 3차원 영상과 관련하여 컴퓨터가 수집, 계측한 데이터를 바탕으로 방사선 가이드의 각각의 치아 내에 2차원 및 3차원 영상 상에서 가상의 유도 실린더처럼 방향 잡혀 배치되는 유도 실린더(9)를 수용하기 위한 제1 구멍(8)을 드릴링할 수 있는, 배치 및 드릴링 도구;

   - 상기 방사선 가이드(7)의 드릴링 된 각각의 제1 구멍(8)들 내에 놓여 수술 가이드(11)가 되며 각각 하나 이상의 제 1 외부 지표(10)를 구비한 유도 실린더(9);

   - 수술 가이드(11)가 모델(1) 상에 위치될 때 각각의 유도 실린더(9)를 통해 유도될 수 있으며, 모델 상의 그 지점에서 상응하는 유도 실린더의 방향에 따라 제2 구멍(16)을 드릴링할 수 있는 하나 이상의 제1 드릴(13);

   - 대응하는 유도 실린더(9)를 통해 축방향으로 슬라이딩하는 유사체 지지대(18)를 사용하여 모델(1)의 각각의 제2 구멍(16) 내에 배치되도록 선택된 가상 임플란트에 대응하는 임플란트 유사체(17)로서, 각각의 유사체 지지대(18)는 상기 임플란트 유사체(17)가 2차원 및 3차원 영상에서 수술에 적합한 위치에 놓일 때 유도 실린더(9)에 대한 유사체 지지대의 슬라이딩을 멈추는 정지 수단(20)과 회전에 의하여 유도 실린더(9)의 하나 이상의 제1 외부 지표(10)와 대응하게 되는 하나 이상의 제2 외부 지표(23)를 포함하는, 임플란트 유사체(17);

   - 하나 또는 다수의 임플란트 유사체(17)를 구비한 모델(1) 상에 적용가능한 치아 보철기구(25,26);

   - 수술 가이드(11)가 환자의 턱뼈 상에 위치될 때 각각의 유도 실린더(9)를 통해 가이드될 수 있으며 상기 유도 실린더의 방향을 따라 턱뼈에 제3 구멍들을 드릴링 할 수 있는 하나 이상의 제2 드릴로서, 2차원 및 3차원 영상에서 가상 임플란트의 수술에 적합한 위치의 깊이에서 유도 실린더에 맞닿아 드릴의 침투를 정지시키는 정지 수단을 포함하는 제2 드릴;

   - 상응하는 유도 실린더를 통하여 축방향으로 슬라이딩하는 임플란트 지지체의 도움으로 환자 턱뼈의 각각의 제3 구멍 내에 놓이도록 선택된 각각의 가상 임플란트에 대응하는 임플란트로서, 각각의 임플란트와 그 임플란트 지지체는 모델(1) 내에서 사용되는 임플란트 유사체(17) 및 유사체 지지대(18)와 동일한 크기 및 형태를 가지고, 각각의 임플란트 지지대는 임플란트가 수술에 적합한 위치에 놓일 때 유도 실린더(9) 내에서 임플란트 지지대의 슬라이딩을 멈추는 정지 수단과 회전에 의하여 유도 실린더(9)의 하나 이상의 제1 외부 지표(10)와 대응하게 되는 하나 이상의 제3 외부 지표를 포함하며, 턱뼈 내에 고정된 임플란트들은 모델(1) 상에서 미리 형성된 치아 보철기구(25,26)를 수용할 위치에 놓이게 되는 임플란트;를 포함하는 치아 보철기구를 설치하는 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 각각의 유도 실린더(9), 및 상기 유도 실린더의 내부로 슬라이딩되는 각각의 유사체 지지대(17) 또는 임플란트 지지대는, 미리 한정된 위치에서 상기 유 도 실린더에 대한 상기 유사체 지지대 또는 임플란트 지지대의 회전 운동을 멈추게 하는 역(reciprocal) 정지수단(10,23)을 가지며, 상기 정지수단은 상기된 제1, 제2 또는 제3 외부 지표로 사용되는 것을 특징으로 하는 치아 보철기구를 설치하는 장치.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 각각의 상기 유도 실린더(9)는 내경을 지닌 축 방향 공동(cavity)을 가지며, 각각의 유사체 지지대(17) 또는 임플란트 지지대 또는 각각의 제2 드릴은 상기 유도 실린더(9)의 공동 내로 슬라이딩할 수 있는 외경을 지닌 원통형 부분 및 상기 정지 수단으로 사용되는 상기 내경보다 큰 직경을 지닌 플랜지(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 보철기구를 설치하는 장치.

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