KR20100092084A

KR20100092084A - 치아 임플란트 고정장치 및 그에 이용되는 픽스처

Info

Publication number: KR20100092084A
Application number: KR1020090011271A
Authority: KR
Inventors: 윤용산; 정재열
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2010-08-20
Also published as: KR101026837B1; US20100203475A1

Abstract

치아 임플란트 고정장치가 제공된다. 이 장치는 어버트먼트와 픽스처를 포함한다. 어버트먼트는 치아 역할을 하는 보철물이 설치되는 상부와 단면적이 아래쪽으로 점차로 작아지는 하부를 구비하며, 픽스처는 어버트먼트가 삽입되기 위한 어버트먼트 삽입공을 구비하고 골친화성이 높은 금속 재료로 이루어진다. 픽스처는 주변의 치아 골조직과 접촉하는 외부 표면이 나사부를 구비하지 않으며 솔리드 형태인 경우와 비교하여 5% ~ 40%의 강성을 갖도록 형성된다. 이로써, 어버트먼트가 픽스처에 삽입되는 경우 픽스처가 팽창하여 주변의 치아 골조직에 균일한 응력을 인가하면서 테이퍼-록 방식으로 고정이 이루어진다.

치아 임플란트, 픽스처, 다공성, 소결체

Description

치아 임플란트 고정장치 및 그에 이용되는 픽스처{DEVICE FOR USING IN TOOTH IMPLANT AND FIXTURE THEREOF}

본 발명은 치아 임플란트 고정장치에 관한 것으로서, 더 구체적으로, 치아 역할을 하는 보철물이 설치되는 어버트먼트와 금속 재료로 이루어지는 픽스처를 포함하며, 픽스처는 외주면에 나사부를 구비하지 않고 솔리드 형태인 경우와 비교하여 작은 강성을 갖도록 형성됨으로써 어버트먼트가 삽입되는 경우 픽스처가 팽창하여 주변의 치아 골조직에 균일한 응력을 인가하면서 테이퍼-록 방식으로 고정이 이루어지는 치아 임플란트 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 치아 임플란트 고정장치는 치조골에 삽입되어 고정되는 픽스처(fixture)와 하부는 픽스처에 삽입되고 상부에는 치아 형상을 갖는 보철물(crown)이 부착되는 어버트먼트(abutment)를 포함한다. 이러한 치아 임플란트 고정장치는 우선 픽스처가 치조골에 고정된 후에 어버트먼트의 하부가 픽스처에 삽입되고 어버트먼트의 상부에 인공 치아인 보철물이 접착되는 방식으로 시술된다.

픽스처를 치조골에 고정시키는 방법으로는 주로 나사 방식이 이용된다. 이를 위해 픽스처는 외주면에 나사부를 구비하며, 치조골에 마련된 구멍에 픽스처를 나사 방식으로 삽입하여 고정한다. 그러나, 나사 방식으로 고정되는 픽스처를 사용하는 경우 픽스처가 식립된 주위의 골조직의 양이 줄어들면서 퇴화하는 현상이 나타난다. 이는 픽스처에 인접한 골조직에 작용하는 응력이 불균일하게 분포하는 것에 기인하는 것으로 알려져 있다. 픽스처가 삽입되는 치조골의 조직은 강도가 다른 피질골과 해면골로 이루어져 있는데, 픽스처가 치조골에 삽입되면 강도가 상대적으로 큰 피질골 부분에 더 많은 응력이 집중된다. 또한, 픽스처의 외주면에 마련된 나사부는 나사산과 나사골을 갖는데, 나사산과 나사골 사이에 국부적인 응력 집중의 차이가 나타난다. 이러한 응력 집중의 차이에 의해 치조골에서 골흡수가 이루어지고 골조직이 퇴화하는 현상이 나타난다.

실제 현상과 일치하는 것으로 알려진 월프의 법칙(Wolff's law)에 따르면, 골조직에 인가되는 응력이 생리적 한계 내에서 증가되면 골이 형성되지만, 골조직에 인가된 응력이 감소되거나 골조직에 인가되는 응력이 생리적 한계를 넘어 극단적으로 증가되면 골흡수가 일어난다. 나사 방식으로 고정되는 픽스처를 이용한 치아 임플란트 고정장치의 경우, 시술 후에 피시술자가 음식을 저작하거나 하여 하중이 보철물에 인가되면 나사산 주위의 골조직에 생리적 한계를 넘는 높은 응력이 인가되어 골흡수가 일어날 수 있으며, 나사골 주위의 골조직에는 응력이 감소하기 때문에 또한 골흡수가 일어나기 쉽다. 따라서, 나사 방식을 이용하는 치아 임플란트 고정장치는 오랜 시간을 사용하는 경우 골흡수가 발생하기 쉬운 특성을 가지고 있 다.

본 출원인이 출원하여 등록받은 대한민국 특허 제749,787호에는 위와 같이 나사 방식으로 고정되는 종래의 치아 임플란트 고정장치가 갖는 문제점을 해결하기 위하여, 픽스처가 나사 방식이 아니라 테이퍼-록 방식으로 고정되는 장치가 개시되어 있다. 이 고정장치에서는 픽스처가 외주면에 나사부를 구비하지 않으며 엔지니어링 플라스틱과 같은 유연한 재질로 형성되어 어버트먼트가 삽입되는 경우 팽창함으로써 주위의 치조골에 균일한 응력을 인가하게 된다. 그러나, 픽스처의 재료로 이용된 엔지니어링 플라스틱은 티타늄과 같이 널리 이용되는 다른 재료들에 비해 골친화성이 떨어지기 때문에, 픽스처 주위의 골조직의 성장이 더뎌지고 고정이 쉽지 않다는 문제점이 있다. 또한, 위 장치에서는 골친화성을 높이기 위해 엔지니어링 플라스틱으로 이루어진 픽스처의 표면에 골친화성 입자를 도포하였으나, 시간이 지남에 따라 입자들이 충격 등으로 인해 픽스처의 표면으로부터 분리될 가능성이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 픽스처가 나사 방식이 아닌 테이퍼-록 방식으로 고정되면서 골친화성이 높은 재료로 이루어지는 치아 임플란트 고정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 치아 임플란트 고정장치의 픽스처는 탄탈륨이 나 티타늄과 같이 골친화성이 높은 금속 재료를 이용하면서도 강성이 충분히 낮아 어버트먼트가 삽입되는 경우 팽창할 수 있어야 한다.

전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 치아 임플란트 고정장치로서, 치아 역할을 하는 보철물이 설치되는 상부와 단면적이 아래쪽으로 점차로 작아지는 하부를 구비하는 어버트먼트, 및 어버트먼트의 하부의 형상에 대응하여 점차로 작아지는 단면적을 가지며 어버트먼트가 삽입되기 위한 어버트먼트 삽입공을 구비하고 골친화성이 높은 금속 재료로 이루어지는 픽스처를 포함하며, 픽스처는 주변의 치아 골조직과 접촉하는 외부 표면이 나사부를 구비하지 않으며 솔리드 형태인 경우와 비교하여 5% ~ 40%의 강성을 갖도록 형성됨으로써, 어버트먼트가 어버트먼트 삽입공에 삽입되는 경우 픽스처가 팽창하여 주변의 치아 골조직에 균일한 응력을 인가하면서 테이퍼-록 방식으로 고정이 이루어지는 치아 임플란트 고정장치가 제공된다.

픽스처는 탄탈륨이나 티타늄 또는 그 합금으로 이루어지는 것이 좋다

픽스처가 솔리드 형태인 경우와 비교하여 낮은 강성을 갖기 위한 일 실시예로서, 픽스처는 외부 표면으로부터 내부를 향하여 연장되는 다수의 공극을 구비하며 20% ~ 80%의 공극률을 갖는다.

공극은 픽스처의 외부 표면과 어버트먼트 삽입공의 표면 사이를 관통하도록 형성될 수 있으며, 이 경우, 어버트먼트 삽입공의 표면을 도포하며 상기 픽스처를 이루는 금속 재료보다 마찰계수가 작은 플라스틱 재료로 이루어진 코팅층을 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 공극은 상기 픽스처의 외부 표면으로부터 어버트먼트 삽입공의 표면에 인접한 영역까지 연장되도록 형성될 수 있으며, 이 경우, 시술된 상태에서, 상기 어버트먼트의 외부 표면과 상기 어버트먼트 삽입공의 표면 사이의 마찰력이 상기 픽스처의 외부 표면과 골조직 사이의 마찰력보다 작아지도록, 상기 어버트먼트 삽입공의 표면이 매끄럽게 형성되는 것이 좋다.

픽스처가 솔리드 형태인 경우와 비교하여 낮은 강성을 갖기 위한 다른 실시예로서, 픽스처는 다수의 공극을 구비하도록 형성된 타이태늄 또는 탄탈륨 입자 소결체로 이루어진다. 이러한 픽스처는 레이저 신터링 (laser sintering) 공정을 이용하여 제조될 수 있다.

픽스처의 공극 중 적어도 일부는 항생제 또는 골성장 유도체로 채워지는 것이 바람직하다.

또한, 픽스처의 공극들이 외기에 노출되지 않도록 차단하기 위하여 상기 픽스처의 외부 표면을 도포하는 차단층을 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 픽스처는 치조골의 해면골 부위와 접촉하는 부분의 강성이 치조골의 피질골 부위와 접촉하는 부분의 강성보다 작도록 형성된다.

본 발명에 따른 치아 임플란트 고정장치는, 픽스처가 나사 방식이 아닌 테이퍼-록 방식으로 고정되기 때문에 주위의 치조골에 균일한 응력을 인가하여 골조직의 성장을 촉진시킨다. 또한, 픽스처가 탄탈륨이나 티타늄과 같은 골친화성이 높은 재료로 이루어지기 때문에, 치조골의 골성장에 도움을 제공한다.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 치아 임플란트 고정장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 치아 형상의 보철물이 상부에 부착되는 어버트먼트(110)와 골친화성이 높은 금속 재료로 이루어진 픽스처(120)를 포함한다. 픽스처(120)는 외주면에 나사부를 구비하지 않으며, 어버트먼트(110)가 픽스처(120)에 삽입되는 경우 반경방향으로 팽창함으로써 테이퍼-록 방식으로 고정되고, 주위의 치조골(200)에 균일한 응력을 인가한다.

테이퍼-록 작용이 발생되기 위해서는 어버트먼트(110)와 픽스처(120) 사이의 마찰력보다 픽스처(120)의 외주면과 주위의 치조골(200) 사이의 마찰력이 더 커야한다. 그러나, 픽스처(120)는 티타늄과 같은 강성이 높은 금속 재료로 이루어지기 때문에, 솔리드 형태를 갖는 경우에는 어버트먼트(110)가 삽입되더라도 테이퍼-록 작용이 발생되지 않는다. 픽스처(120)가 금속 재료로 이루어지면서 테이퍼-록 작용을 발생시키기 위해서는 픽스처(120)의 강도가 솔리드 형태의 경우보다 작아져야 한다. 본 명세서에서 '솔리드 형태'라는 용어는 어떤 물체의 표면 안쪽의 내부가 그 물체를 이루는 재료로 모두 채워져 있는 경우를 의미한다. 따라서, 물체에 다수의 공극이 형성되어 표면 및 그 내부에 그 물체를 이루는 재료로 채워지지 않은 빈 공간이 형성되는 경우는 물체가 '솔리드 형태'가 아닌 것으로 이해된다.

도 2에는 어버트먼트(110), 픽스처(120) 및 주위의 골조직이 각각 r₁, r₂ 및 r₃의 반경을 갖는 원통형 물체로 개략화되어 도시되어 있다. 주위의 골조직은 픽스처(120)와 같은 재료로 이루어진다고 가정한 경우의 등가인 반경 r₃로 환산할 수 있다. 이 경우, 아래와 같은 관계가 성립한다.

여기서, P₁은 어버트먼트(110)가 픽스처(120)에 가하는 압력이고, P₂는 픽스처(120)가 골조직(200)에 가하는 압력이다.

위 관계로부터, 어버트먼트(110)와 픽스처(120) 사이의 마찰계수를 μ₁, 픽스처(120)와 골조직 사이의 마찰계수를 μ₂라고 하면, 어버트먼트(110)와 픽스처(120) 사이의 단위면적당 마찰력과 픽스처(120)와 골조직(200) 사이의 단위면적 당 마찰력은 아래와 같이 주어진다.

테이퍼-록 작용이 이루어지기 위해서는, 어버트먼트(110)와 픽스처(120) 사이의 마찰력 F₁이 픽스처(120)와 골조직(200) 사이의 마찰력 F₂보다 작아야 한다. 다만, 어버트먼트(110)의 표면적(A1)보다 픽스처(120)의 표면적(A2)이 더 크기 때문에 단위면적당 마찰력인 F₁과 F₂가 같더라도 전체 면적에 걸친 마찰력은 픽스처(120)와 골조직 사이에서 더 크게 나타날 수 있다.

도 2의 각 반경 r₁ 및 r₂에 치아 임플란트 고정장치의 대표적인 크기를 적용하면, 어버트먼트(110)의 반경 r₁은 1.5mm, 픽스처(120)의 반경 r₂는 1.8mm가 된다. 여기서, 픽스처(120)는 솔리드 형태이다. 픽스처(120)의 재질이 결정되면, 골조직이 같은 재료로 이루어진 경우의 등가 반경 r₃을 얻을 수 있다. 대표적인 예로서 픽스처(120)가 티타늄으로 이루어진 경우, 골조직이 티타늄으로 이루어졌다고 가정한 경우의 등가 반경 r₃는 1.87mm가 된다.

어버트먼트(110)와 픽스처(120) 사이의 마찰계수는 종래의 치아 임플란트 고정장치의 경우 대략 0.2 정도의 값을 갖는다. 픽스처(120)와 골조직 사이의 마찰계수는 픽스처(120)의 재질 및 표면의 상태에 따라 달라지지만, 픽스처(120)가 티타늄으로 이루어진 경우 대체로 0.5 이상의 값을 갖는 것으로 알려져 있다.

따라서, μ₁과 μ₂를 각각 0.2와 0.5의 값을 갖는 것으로 하고, r₁, r₂ 및 r₃의 값을 위 수학식 1에 적용하면 P₂ = 0.14 P₁ 의 관계가 성립하고, 수학식 2로부터 F₁은 0.2 P₁의 값을 가지며, F₂는 0.07 P₁의 값을 가짐을 알 수 있다. 즉, 티타늄으로 이루어진 솔리드 형태의 픽스처를 사용하는 경우, 어버트먼트(110)와 픽스처(120) 사이의 마찰력이 픽스처(120)와 골조직(200) 사이의 마찰력보다 약 3배 정도 크게 나타나고, 테이퍼-록 작용이 이루어지지 않는다.

다음으로 본 발명에 따라 픽스처(120)의 강성이 솔리드 형태의 강성보다 작은 경우, 예를 들어, 솔리드 형태의 20%인 경우에 대하여 검토한다. 강성이 솔리드 형태의 20%인 픽스처(120)의 반경을 솔리드 형태를 갖는 등가의 픽스처로 환산하면 1.56mm가 된다. 골조직의 반경은 마찬가지로 티타늄으로 환산하면 1.63mm가 된다. 수학식 1로부터 P₂ = 0.52 P₁의 관계가 성립하고, 마찰계수가 마찬가지로 각각 0.2와 0.5의 값을 갖는 경우 F₁은 0.2 P₁, F₂는 0.26 P₁의 값을 갖는다. 즉, 어버트먼트(110)와 픽스처(120) 사이의 마찰력보다 픽스처(120)와 골조직 사이의 마찰력이 더 크게 나타난다. 만약 픽스처(120)의 어버트먼트(110) 삽입공 내면을 매끈하게 가공하거나 플라스틱과 같은 재료로 코팅하는 경우 μ₁은 0.1 정도로 낮출 수 있다. 이 경우 F₁은 0.1 P₁이 되어 F₂보다 더욱 작아질 수 있다.

전술한 바와 같이, 픽스처(120)가 티타늄과 같은 금속 재료로 이루어지더라도, 솔리드 형태인 경우보다 강성이 작아지면 테이퍼-록 작용이 발생함을 알 수 있다. 본 발명에 따른 픽스처(120)는 솔리드 형태인 경우와 비교하여 약 5% 내지 40%의 강성을 갖는다.

픽스처(120)의 재질을 변경하지 않고 강성을 낮추기 위한 방법 중 하나로서, 픽스처(120)를 솔리드 형태가 아닌 다른 기구적 구조로 변경할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일실시예에서와 같이 다수의 공극을 픽스처(120)에 형성함으로써 강성을 낮출 수 있다. 그러나, 도 4로부터 알 수 있듯이, 픽스처(120)에 형성된 공극률을 증가시키더라도 픽스처(120)의 강성을 솔리드 형태와 비교하여 5%보다 작게 낮추는 것은 용이하지 않다. 한편, 픽스처(120)와 골조직 사이의 마찰계수는 픽스처(120)의 재질, 외주면의 상태 등의 조건에 따라 달라지며, 대략 0.5에서 1.0의 값을 갖는 것으로 알려져 있다. 또한, 어버트먼트(110)와 픽스처(120) 사이의 마찰계수 역시 어버트먼트(110)의 재질, 어버트먼트(110) 삽입공의 표면 상태에 따라 달라지지만, 대략 0.1에서 0.2 사이의 값 사이에서 결정될 수 있다. 마찰계수가 이러한 범위에 놓이는 경우, 픽스처(120)의 강성이 솔리드 형태와 비교하여 대략 40% 의 값을 갖더라도 테이퍼-록 작용을 제공할 수 있다. 그 이상의 강성을 갖는 경우에는 마찰계수가 극단적인 값을 갖지 않는 한 테이퍼-록 작용을 제공하기 어려울 것으로 판단된다.

픽스처(120)가 솔리드 형태일 경우의 강성보다 작은 강성을 갖도록 하기 위해서, 본 발명의 일실시예에서는 픽스처(120)에 다수의 공극을 형성한다.

도 3에는 60° 엇갈림 패턴(staggered 60° pattern)으로 배열된 둥근 형태의 공극이 구비된 다공성 물체(perforated material)가 도시되어 있다. 60° 엇갈림 패턴은 가장 보편적으로 이용되는 배열인데, 이는 다른 방식의 배열에 비해 물체의 강성이 높게 유지되면서 개구부의 면적이 넓기 때문이다. 공극의 효과를 평가하면 다공성 물체의 등가 강도(equivalent strength, S^*)를 공극이 없는 물체의 강도(S)의 함수로 나타낼 수 있다. 다공성 물체의 강성은 방향에 따라 다르게 나타나는데, 도 3에 표시된 바와 같이, 길이 방향(length direction)은 공극들이 직선으로 인접하여 배열된 방향을 말하며 폭 방향(width direction)은 엇갈림 방향을 의미하고, 폭 방향의 강성이 길이 방향의 강성보다 크게 나타난다.

도 4는 도 3에 도시된 방식의 패턴이 형성된 다공성 물체의 강성을 길이 방향과 폭 방향에 대해 나타낸 그래프이다. 다공성 물체의 강성은 길이 방향으로 제일 약하고 폭 방향으로 제일 강하게 나타난다. 도 4로부터 알 수 있듯이, 다공성 물체의 길이 방향 강성은 공극률이 50%일 때 솔리드 형태의 강성에 비해 대략 20% 정도의 값을 갖는다. 또한, 길이 방향 강성을 기준으로 보면, 다공성 물체의 강성이 솔리드 형태의 강성에 비해 40% 정도가 되는 경우는 대략 25%의 공극률에 대응되고, 5%가 되는 경우는 대략 65%의 공극률에 대응된다.

전술한 바와 같은 다공성 물체의 물리적 특성을 이용하면 금속 재료로 이루어진 픽스처(120)의 강성을 낮출 수 있다. 예를 들어, 앞에서 설명한 바와 같이 솔리드 형태의 픽스처(120)에 비해 20% 정도의 강성을 갖기 위해서는 픽스처(120)가 50% 정도의 공극률을 갖도록 가공하면 된다. 이 경우, 공극이 배열되는 패턴은 도 3에 도시된 것과 같은 60° 엇갈림 패턴을 따르고, 외주면을 따라 길이 방향이 형성된다고 가정한다. 픽스처(120)의 외주면을 따라 폭 방향이 형성되는 경우에는 공극률이 대략 57% 정도가 되어야 한다.

공극은 픽스처(120)에 레이저 가공법을 이용하여 형성시킬 수 있다. 공극들은 픽스처(120)의 외주면에서 내면 방향, 즉, 어버트먼트(110) 삽입공을 향하도록 형성되는 것이 좋다. 공극의 크기는 특별히 구속되지 않지만, 예를 들어, 전술한 예와 같이 어버트먼트(110)의 직경이 3.0mm 정도이고, 픽스처(120)의 직경이 3.8mm 정도인 경우 각 공극의 직경은 대략 0.3mm 정도로 할 수 있다.

한편, 전술한 다공성 물체의 강성은 공극이 물체를 관통하도록 형성된 경우에 계산된 값이다. 그러나, 본 발명에 따른 픽스처(120)에서는 공극들이 반드시 픽스처(120)를 관통하도록 형성되어야 하는 것은 아니다. 픽스처(120)의 공극들이 관통되도록 형성되는 경우 음식 등의 이물질이 어버트먼트(110) 삽입공을 경유하여 공극을 통해 골조직으로 이동할 우려가 있기 때문이다. 픽스처(120)에 형성되는 공 극들이 픽스처(120)를 관통하지 않는 경우, 픽스처(120)의 강성은 도 4에 도시된 관계보다 더 커진다. 따라서, 공극들이 관통공이 아닌 경우 픽스처(120)가 요구되는 강성을 갖도록 하기 위해서는 공극이 관통공인 경우와 비교하여 공극률을 높여야 한다. 다만, 공극들이 픽스처(120)의 내면에 인접하는 영역까지 연장되는 경우, 공극률을 크게 높이지 않고도 요구되는 픽스처(120)의 강도를 구현할 수 있다. 치아 임플란트 고정장치가 테이퍼-록 방식으로 고정되는 것을 돕기 위해 어버트먼트(110)와 픽스처(120) 사이의 마찰계수를 낮출 수 있도록, 어버트먼트(110) 삽입공의 표면은 매끄럽게 형성되는 것이 바람직하다.

다른 한편으로, 공극들이 픽스처(120)를 관통하도록 형성되는 경우에는, 외계 물질이 관통공을 통과하여 골조직이 오염되는 것을 방지하기 위해서 픽스처(120)의 내부 표면, 즉, 어버트먼트(110) 삽입공의 표면이 플라스틱 등의 재료로 도포되는 것이 바람직하다. 플라스틱 등의 재료는 픽스처(120)를 이루는 금속 재료에 비해 강성이 낮기 때문에 공극률을 크게 높이지 않으면서도 요구되는 픽스처(120)의 낮은 강성을 구현할 수 있다. 또한, 코팅용 재료로서 마찰계수가 낮은 것을 이용하는 경우, 어버트먼트(110)와 픽스처(120) 사이의 마찰력이 작아지기 때문에, 치아 임플란트 고정장치가 테이퍼-록 방식으로 고정되는 데 일조하게 된다.

도 4에 도시된 다공성 물체의 강성은 다공성 물체의 재질에 관계없이 성립한다. 따라서, 픽스처(120)가 티타늄과 같은 금속 재료로 이루어진 경우에도 전술한 설명은 적용될 수 있다. 픽스처(120)의 재질은 골친화성이 있는 금속이라면 특별히 제한되지 않지만, 골친화성과 생체적 안정성이 있는 것으로 검증된 탄탈륨이나 티 타늄 또는 그 합금을 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 다른 실시예에 따르면, 픽스처(120)의 재질을 변경하지 않고 강성을 낮추기 위한 방법으로서, 레이저 신터링 (laser sintering) 공정을 이용하여 픽스처(120)를 다공성 소결체로 가공할 수 있다.

레이저 신터링 공정은 금속 입자를 대상물의 표면에 분사하면서 레이저를 이용해 분사된 입자를 대상의 표면에 소결시키는 방법이다. 분사되는 금속 입자의 크기, 레이저 신터링의 스캔 속도 또는 방식 등을 조절하여 요구되는 강성을 갖는 다공성 소결체를 형성시킬 수 있다.

전술한 실시예들에서 픽스처(120)의 표면에 형성된 공극을 통해 감염의 우려가 있다. 이를 방지하기 위해 픽스처(120)의 외부 표면을 코팅할 수 있다. 코팅층은 픽스처(120)를 형성하는 금속 재료보다 강성이 작은 재료를 이용하는 것이 좋다. 이 경우, 코팅층에 의해 증가되는 강성이 작기 때문에, 픽스처(120)의 테이퍼-록 작용이 유지될 수 있다. 감염을 방지하기 위한 다른 방법으로서, 픽스처(120)의 공극들 중 적어도 일부에 항생제 등을 충진할 수 있다.

또한, 치조골의 골성장을 촉진시키기 위해서, 픽스처(120)의 공극들 중 적어도 일부에 골친화성 재료를 충진할 수 있다. 공극에 충진된 골친화성 재료는 주위의 골조직의 성장을 촉진시키고 픽스처(120)와 골조직의 결합을 용이하게 한다.

전술한 실시예들에서, 생체적합성을 높이기 위해 픽스처의 외주면을 표면처리할 수 있다. 표면처리 방법으로는 양극 산화(anodic oxidation), 플라즈마 산화(plasma oxidation), 플라스마 클린징(plasma cleansing), 증기 클린징(vapor cleansing) 등의 방법이 이용될 수 있다. 이 중에서 양극 산화 표면처리법은 인산염과 칼슘 이온을 함유하는 전해질 수용액 중에서 양극 산화에 의해 산화 피막을 치밀화하고 절연파괴에 의한 불꽃 방전으로 표면에 1-5 ㎛ 범위의 기공을 형성하여 다공질화한 다음 열수 처리(hydrothermal treatment)에 의해 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite) 결정을 표면에 석출하는 피막 형성법이다. 최근의 연구에 의하면, 기계적 표면처리된 표면보다 양극 산화 표면처리된 임플란트에서 높은 골-임플란트 접촉을 보여주는 것으로 알려져 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 기초로 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 점은 명백하다. 본 명세서에 기재된 어떤 사항도 본 발명의 범위를 첨부된 특허청구의 범위보다 좁히려는 것은 아니다. 전술한 실시예들은 예시를 위한 것이며 이와 다른 실시 형태를 갖는 것을 배제하고자 하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 치아 임플란트 고정장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 치아 임플란트 고정장치에서 치조골이 픽스처와 동일한 재료로 이루어진 것으로 산정하여 도시한 도면이다.

도 3은 다공성 물체에서 공극들이 60°엇갈림 패턴으로 배열된 상태를 도시하는 도면이다.

도 4는 도 3에 도시된 다공성 물체의 강성과 공극률의 관계를 도시하는 도면이다.

Claims

치아 임플란트 고정장치로서,

치아 역할을 하는 보철물이 설치되는 상부와 단면적이 아래쪽으로 점차로 작아지는 하부를 구비하는 어버트먼트; 및

상기 어버트먼트의 하부의 형상에 대응하여 점차로 작아지는 단면적을 가지며 상기 어버트먼트가 삽입되기 위한 어버트먼트 삽입공을 구비하고, 골친화성이 높은 금속 재료로 이루어지는 픽스처

를 포함하며,

상기 픽스처는 주변의 치조골과 접촉하는 외부 표면이 나사부를 구비하지 않으며 솔리드 형태인 경우와 비교하여 5% ~ 40%의 강성을 갖도록 형성됨으로써, 상기 어버트먼트가 상기 어버트먼트 삽입공에 삽입되는 경우 상기 픽스처가 팽창하여 주변의 치조골에 균일한 응력을 인가함과 동시에 테이퍼-록 방식으로 고정이 이루어지는

치아 임플란트 고정장치.
청구항 1에 있어서,

상기 픽스처는 탄탈륨이나 티타늄 또는 그 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치.
청구항 1에 있어서,

상기 픽스처는 외부 표면으로부터 내부를 향하여 연장되는 다수의 공극을 구비하며 공극률이 20% ~ 80% 인 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치.
청구항 1에 있어서,

상기 픽스처는 다수의 공극을 구비하도록 형성된 상기 골친화성이 높은 금속 입자의 소결체로 이루어진 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치.
청구항 4에 있어서,

상기 픽스처는 레이저 신터링 (laser sintering) 공정을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치.
치아 임플란트 고정장치에서 사용되며 골친화성이 높은 금속 재료로 이루어지는 픽스처로서,

길이 방향으로 아래쪽을 향해 점차로 작아지는 단면적을 가지며 치아 임플란 트 고정장치의 어버트먼트가 삽입되기 위한 어버트먼트 삽입공;

주변의 치조골과 접촉하며 나사부를 구비하지 않는 외부 표면; 및

픽스처가 솔리드 형태인 경우와 비교하여 5% ~ 40%의 강성을 가짐으로써 어버트먼트가 상기 어버트먼트 삽입공에 삽입되는 경우 픽스처가 팽창하여 주변의 치조골에 균일한 응력을 인가함과 동시에 테이퍼-록 방식으로 고정이 이루어지도록, 상기 외부 표면으로부터 내부를 향하여 연장되는 다수의 공극

을 포함하는 치아 임플란트 고정장치용 픽스처.
청구항 6에 있어서,

상기 골친화성이 높은 금속 재료는 탄탈륨이나 티타늄 또는 그 합금인 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치용 픽스처.
청구항 6에 있어서,

상기 공극의 공극률은 20% ~ 80% 인 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치용 픽스처.
청구항 6에 있어서,

상기 공극은 상기 외부 표면과 상기 어버트먼트 삽입공의 표면 사이를 관통하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치용 픽스처.
청구항 9에 있어서,

상기 어버트먼트 삽입공의 표면을 도포하며 상기 골친화성이 높은 금속 재료보다 마찰계수가 작은 플라스틱 재료로 이루어진 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치용 픽스처.
청구항 6에 있어서,

상기 공극은 상기 외부 표면으로부터 상기 어버트먼트 삽입공의 표면에 인접한 영역까지 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치용 픽스처.
청구항 11에 있어서,

시술된 상태에서, 어버트먼트의 외부 표면과 상기 어버트먼트 삽입공의 표면 사이의 마찰력이 상기 외부 표면과 골조직 사이의 마찰력보다 작아지도록, 상기 어버트먼트 삽입공의 표면이 매끄럽게 형성된 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고 정장치용 픽스처.
치아 임플란트 고정장치에서 사용되는 픽스처로서,

길이 방향으로 아래쪽을 향해 점차로 작아지는 단면적을 가지며 치아 임플란트 고정장치의 어버트먼트가 삽입되기 위한 어버트먼트 삽입공; 및

주변의 치조골과 접촉하며 나사부를 구비하지 않는 외부 표면

을 포함하며,

솔리드 형태인 경우와 비교하여 5% ~ 40%의 강성을 가짐으로써 어버트먼트가 상기 어버트먼트 삽입공에 삽입되는 경우 팽창하여 주변의 치조골에 균일한 응력을 인가함과 동시에 테이퍼-록 방식으로 고정이 이루어지도록, 다수의 공극을 갖게 형성된 골친화성이 높은 금속 입자의 소결체로 이루어진

치아 임플란트 고정장치용 픽스처.
청구항 13에 있어서,

레이저 신터링 (laser sintering) 공정을 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치용 픽스처.
청구항 6 또는 13에 있어서,

상기 공극 중 적어도 일부는 항생제로 채워지는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치용 픽스처.
청구항 6 또는 13에 있어서,

상기 공극 중 적어도 일부는 골성장 유도체로 채워지는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치용 픽스처.
청구항 6 또는 13에 있어서,

상기 공극들이 외기에 노출되지 않도록 차단하기 위하여 상기 픽스처의 외부 표면을 도포하는 차단층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치용 픽스처.
청구항 6 또는 13에 있어서,

치조골의 해면골 부위와 접촉하는 부분의 강성이 치조골의 피질골 부위와 접촉하는 부분의 강성보다 작도록 형성되는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치용 픽스처.
청구항 6 또는 13에 있어서,

상기 외부 표면이 양극산화 표면처리된 것을 특징으로 하는 치아 임플란트 고정장치용 픽스처.