KR20110084274A

KR20110084274A - 치아 임플란트

Info

Publication number: KR20110084274A
Application number: KR1020117012134A
Authority: KR
Inventors: 홀거 지프리치
Original assignee: 홀거 지프리치
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-07-21
Also published as: ES2937289T3; HK1156493A1; US11793609B2; CN110063804A; US20160220333A1; RU2011121819A; HUE035405T2; CN105030351A; DE102008054138A1; BRPI0919626B1; RU2485910C2; HK1245059A1; KR101338126B1; CN105030351B; EP2344063B1; CN110063804B; EP2344063A1; CN102202598B; PL2344063T3; CN102202598A

Abstract

본 발명은 악골 안으로 삽입될 수 있는 기둥 부분(2) 그리고 상기 기둥 부분에 할당되어 있고 의치가 설치될 수 있는 상부 구조물 부분(4)을 구비한 치아 임플란트(1)와 관련이 있으며, 이 경우 상기 상부 구조물 부분은 일체로 형성된 콘택 핀(8)을 갖고, 상기 콘택 핀은 기둥 부분(2) 안에 있는 해당 성형 리세스(10) 안에 형상 결합 방식으로 삽입될 수 있다. 본 발명에 따른 치아 임플란트에서는 한 편으로는 특히 간단하고 신뢰할만한 방식으로 임플란트의 적합한 인덱싱(indexing)이 가능해야만 하고, 다른 한 편으로는 설치 높이가 낮게 유지되는 경우에도 비틀림에 대하여 특히 높은 기계적 안정성이 보장되어야만 한다. 이 목적을 위하여 본 발명에 따라서는 상기 상부 구조물 부분에 일체로 형성된 콘택 핀(8)의 횡단면 그리고 상기 콘택 핀에 할당되어 있고 기둥 부분(2) 안에 있는 성형 리세스(10)의 횡단면이 각각 복수의 주(主) 방향을 갖고, 이 주 방향에서는 반경이 각각 상대적인 최댓값을 취하며, 이 경우 상기 횡단면의 외부 윤곽은 이 외부 윤곽이 각각의 임의의 직선에 의하여 최대 두 개의 점에서 교차하도록 그리고 각각의 점이 단 하나의 접선을 갖도록 선택된다.

Description

치아 임플란트{DENTAL IMPLANT}

본 발명은 악골 안으로 삽입될 수 있는 기둥 부분 그리고 상기 기둥 부분에 할당되어 있고 의치가 설치될 수 있는 상부 구조물 부분을 구비한 치아 임플란트와 관련이 있으며, 이 경우 상기 상부 구조물 부분은 일체로 형성된 콘택 핀을 갖고, 상기 콘택 핀은 기둥 부분 안에 형성된 해당 성형 리세스 안으로 형상 결합 방식으로 삽입될 수 있다.

상기와 같은 치아 임플란트들은 다양한 형태로 공지되어 있다. 이와 같은 치아 임플란트들은 통상적으로 뽑히거나 손상된 치아 자리에 3-4개월의 유착 단계 후에 치아 대체물로서 이용되는 의치 부분 또는 치관을 고정하기 위하여 상기 뽑히거나 손상된 치아를 대신하여 악골 안으로 삽입된다. 이 목적을 위하여 상기와 같은 치아 임플란트는 통상적으로 적합하게 형성된 금속 몸체로서 형성되며, 이 경우 기둥 부분은 통상적으로 악골 안에 제공된 자리에 나사 결합 방식에 의해서 삽입된다. 이때 기둥 부분은 일반적으로 첨단부에 적어도 자동 태핑 나사산(self-tapping screw thread)을 구비하고, 상기 나사산에 의하여 기둥 부분이 상응하게 제조된 주입용 임플란트 베드(implant bed) 안으로 삽입된다.

상기와 같은 치아 임플란트는 통상적으로 기본적으로는 두 개의 부분으로 구성되어 있고, 악골 안으로 삽입하기 위해서 제공된 기둥 부분 및 상기 기둥 부분에 할당된 상부 구조물 부분을 포함하며, 상기 상부 구조물 부분에는 인공 기관(prosthesis) 또는 그와 유사한 것으로 제공된 의치가 설치될 수 있다. 기둥 부분 그리고 또한 헤드부 또는 상부 구조물 부분은 통상적으로 금속 또는 세라믹으로 이루어지고, 특히 티타늄, 지르콘, 티타늄 합금, 지르콘 합금, 티타늄 함유 합금, 지르콘 함유 합금, 산화지르콘-산화알루미늄-세라믹, 또는 산화지르콘 혹은 산화알루미늄을 함유하거나 또는 적어도 하나의 세라믹을 주요 성분으로서 포함하는 세라믹으로 이루어진다. 더 나아가서는 실리콘 또는 산화실리콘을 기재로 하여 구성되었고 예를 들어 질소, 수소, 탄소 또는 텅스텐을 함유하는 세라믹들도 사용될 수 있다. 기둥 부분은 외측에 통상적으로 나선을 구비하며, 이 나선은 자동 태핑 나선으로 구현되거나 또는 자동 태핑 기능을 하지 않는 나선으로도 구현될 수 있다. 기둥 부분은 통상적으로 악골의 상응하게 제조된 주입용 임플란트 베드 안에 고정된다. 이때 기둥 부분의 외부 영역에 제공된 나선은 통상적으로 배치 상태의 높은 1차 안정성을 위해서 그리고 치아 임플란트에 씹는 하중이 가해질 때에 발생하는 파워를 악골 안으로 균일하게 전달하기 위해서 설계되었다.

통상적으로 치관, 다른 인공 공급부 등이 공지된 방식으로 상부 영역에 설치되는 상부 구조물 부분은 통상적으로 적합하게 선택된 연결 나사를 통해 기둥 부분에 나사 결합되어 있다. 이때 삽입이 이루어지는 경우에는 통상적으로 연결 나사의 나선이 기둥 부분의 해당 내부 나선 안으로 나사 결합된다. 이때 나사 삽입 결합시에는 연결 나사의 나사 헤드가 상부 구조물 부분의 정면 함몰부를 통하여 상기 상부 구조물 부분을 기둥 부분에 프레싱 한다. 그러나 상부 구조물 부분은 기둥 부분 안으로 프레싱 삽입되어 단지 클램핑 결합을 통해서만 고정될 수 있거나, 또는 시멘트 접합/접착에 의해서 고정될 수도 있다.

상기와 같은 배치 상태를 안정화하기 위하여 통상적으로 상부 구조물 부분에는 콘택 핀이 일체로 형성되어 있고, 상기 콘택 핀은 기둥 부분 안에 형성된 해당 성형 리세스 안으로 형상 결합 방식으로 삽입될 수 있다. 따라서, 상부 구조물 부분은 콘택 핀을 통해 기둥 부분 안에 형성된 성형 리세스 안으로 삽입될 수 있으며, 이 경우 그 다음에는 통상적으로 연결 나사의 조임 동작을 통해서 기계적인 고정이 이루어진다. 그 대신에 반대 배열 방식에 의해서도 당연히 콘택 핀이 기둥 부분에 일체로 형성될 수도 있고, 성형 리세스가 상부 구조물 부분 안에 형성될 수도 있다. 이하의 기술 내용들은 콘택 핀이 상부 구조물 부분에 그리고 성형 리세스가 기둥 부분에 제공된 더욱 확대된 변형 예와 관련이 있다; 그러나 본 발명의 대상은 당연히 콘택 핀이 기둥 부분에 배치되어 있고, 성형 리세스가 상부 구조물 부분에 배치되어 있는 반대 배열 방식에 상응하는 다른 변형 예도 포함한다.

씹는 하중이 가해질 때에 발생하는 파워 그리고 상기와 같은 치아 임플란트 사용시의 바람직한 장기간 수명과 관련해서는 다양한 형태의 하중에 대한 배열 방식의 기계적인 안정성이 특히 중요하다. 이 경우에는 특히 일반적으로, 대부분 씹는 하중에 의해서 야기되는 외부 파워에 의해 상부 구조물 부분과 기둥 부분 사이에서 발생하는 회전 또는 비틀림도 저지되어야만 한다. 이 목적을 위하여 통상적으로는 기계식 차단부의 형태로 된 기계식 인덱싱 장치가 사용되거나, 또는 상부 구조물 부분과 기둥 부분 사이에서 표면 압축이 적합하게 선택된다. 기둥 부분 위에 있는 상부 구조물 부분의 회전을 인덱싱하기 위하여 그리고 피하기 위하여, 전술된 기계식 차단부가 형성될 수 있도록 한 편으로는 특히 콘택 핀 횡단면의 적합한 콘투어링(contouring)이 설계될 수 있고, 다른 한 편으로는 상기 콘택 핀에 할당된 성형 리세스의 적합한 콘투어링이 설계될 수 있다. 통상적으로는 이 목적을 위해 콘택 핀 그리고 그에 상응하게 성형 리세스도 횡단면 상으로 볼 때 육각형으로 구현되었다. 그러나 대안적으로는 토크스(Torks)로서의 구현 예 또는 부재의 개수가 변하고 구조가 변경되는 소위 다수 시스템도 공지되어 있다.

하지만, 치아 임플란트(정면 치아 영역, 측면 치아 영역, 아래턱, 위턱)의 삽입 위치, 골질, 나머지 맞물림 부분, 혈관 및 신경의 진행 및 위치에 따라 치료자에게 있어서는 기둥 부분 또는 임플란트를 위한 구멍을 인공 공급부의 축, 다시 말해 특히 치관 등의 축과 일치하도록 뚫는 것이 항상 가능하지는 않다. 그에 상응하게 직선 또는 선형으로 구현되거나 정렬된 기둥 부분 또는 임플란트 및/또는 직선 또는 선형으로 구현된 상부 구조물 부분이 환자 및 환자 치료의 해부학적인 요구 사항들을 충족시키지 못할 수도 있다. 이와 같은 문제점을 저지하기 위하여 필요에 따라서는 꺾어진 또는 소위 각진 상부 구조물 부분도 사용된다.

상기와 같은 내용과 관련하여 통상적으로 제공되는 꺾임 각은 일반적으로 10° 내지 30°의 범위 안에 있지만, 45°- 60°까지 이를 수도 있다. 상기와 같은 시스템에서는 임플란트의 삽입 후에, 바람직하게는 기둥 부분의 유착 후에 치관, 브리지 또는 다른 인공 기관을 제조하기 위하여 나머지 맞물림 부분(예를 들어 길항체, 삽입 장소에 근심으로(mesial) 그리고 원심으로(distal) 서있는 치아), 점막 및 기둥 부분 또는 임플란트 또는 장착된 상부 구조물 부분의 입체적인 그리고 기하학적인 정보들이 검출되어야만 한다. 상기 입체적인 그리고 기하학적인 정보들은 치관, 브리지 등을 치수 정확하게 그리고 해부학적으로 최적의 상태로 제조하기 위해서 반드시 필요하다. 이와 같은 목적을 위하여 통상적으로는 바람직하게 실리콘 또는 다른 치아 성형 재료로 이루어진 성형체가 구강의 상황에 따라서 제조된다. 상기 성형체는 바람직하게 석고 또는 다른 치아 모형 재료로 주조된다. 따라서, 상기 석고 모형은 남성 환자/여성 환자의 구강 상황에 대한 복사본이다. 상기 석고 모형은 치과 의사 및/또는 치과 기공사에게 나머지 맞물림 부분, 점막 및 광고된 기둥 부분 또는 임플란트의 위치에 대한 정보들을 전달해준다.

광고된 기둥 부분 또는 임플란트의 위치 및 구조의 전달을 개선하기 위하여 바람직하게는 금속 및/또는 플라스틱으로 이루어진 특수한 성형 기둥들이 상기 광고된 기둥 부분 또는 임플란트 상에 삽입되고/삽입되거나 나사 결합된다. 그 다음에 이어서 구강 안에서 바람직하게는 실리콘으로 성형체가 제조된다. 성형 재료를 경화시킨 후에는 성형 기둥이 압착 인출시에 임플란트 상에 남거나 또는 성형체와 함께 인출된다. 성형체를 주조하는 경우에는 성형 기둥 또는 상부 구조물 부분 기둥이 성형체 안에 배치되어 실험 임플란트와 결합되어야만 한다. 상기 실험 임플란트는 결합과 관련해서 그리고 기하학적으로 성형 기둥 또는 상부 구조물 기둥의 방향으로 상기 광고된 기둥 부분 또는 임플란트와 동일하거나 유사한 기하학적 형상을 갖는다. 성형 기둥 또는 상부 구조물 기둥이 통합된 그리고 실험 임플란트가 통합된 성형체를 주조한 후에는 실험 임플란트가 부어진 석고 모형을 얻을 수 있다.

사용된 임플란트 시스템이 인덱싱을 가지면, 상기 인덱싱은 환자의 입에 의해서 석고 모형로 전달된다. 이와 같은 석고 모형을 기초로 하여 임플란트(들)의 인공 공급부가 설계되고 제조된다. 이 경우 임플란트 상에 배치된 상부 구조물 부분의 회전 위치는 결정적인 역할을 담당한다. 사용된 임플란트 시스템이 인덱싱을 가지면, 실험 임플란트 상에 배치될 수 있는 상부 구조물 부분의 위치 설정 가능성들은 제한된다. 육각 결합에서는 여섯 가지의 위치 설정 가능성이 존재한다. 인덱싱이 없는 임플란트의 경우에는 0° 내지 360°의 모든 위치들이 사용될 수 있다. 치아 대체물을 제조한 후에는 환자 구강 내에서 대부분 한 번의 피팅 과정이 이루어진다. 상기 피팅 과정 또는 인공 치아 대체물의 최종적인 통합이 이루어질 때 치료자는 상부 구조물 부분 및 환자의 입 안에 있는 모든 추가의 인공 소자들을 석고 모형 상에서와 동일한 위치에 통합해야만 한다.

상기와 같은 시스템의 경우에는 치료가 실시된 후에 환자 입 안에서 이루어지는 치아 대체물의 정확한 회전 정렬이 특히 중요하다. 그러나 다른 한 편으로는 통상적으로 고유의 치료 과정, 다시 말해 치아 대체물이 제공된 상부 구조물 부분을 고착된 기둥 부분과의 결합에 의하여 환자 입속으로 삽입하는 과정은 치료 중에 환자를 지나치게 힘들게 하지 않기 위하여 가급적 짧게 유지되어야만 한다. 두 가지 노력을 가급적 광범위하게 충족시킬 수 있기 위하여, 상기와 같은 임플란트 시스템의 상부 구조물 부분은 복수 개의 섹션으로 구현될 수 있으며, 이 경우 상기 상부 구조물 부분을 형성하는 부분 섹션들은 기본적으로 상호 자유롭게 회전할 수 있도록 형성되었다. 이와 같은 시스템에서는 구강 상황을 적절히 검사함으로써 상부 구조물 부분의 정확한 정렬 그리고 그와 더불어 실험실 치아 대체물의 정확한 정렬이 실행될 수 있고 또한 적합하게 준비될 수 있다. 그 다음에 부분 섹션들을 정확하게 방향 설정하여 조립함으로써 실험실 측에서 상부 구조물 부분을 완성한 후에는 이전에 실행된 인덱싱을 토대로 하여 상부 구조물 부분이 환자 입속으로 삽입될 수 있다. 이 목적을 위하여 상기 조합된 상부 구조물 부분을 기둥 부분 안으로 삽입할 때에 사용되는 콘택 핀이 통상적으로 적합하게 인덱싱되어 다중 대칭으로 구현됨으로써, 결과적으로 삽입시에는 단지 비교적 소수의 가능한 방향 설정만이 선택될 수 있고, 그럼으로써 삽입 중에는 입체적인 정렬의 정확한 설정이 특히 간단한 방식으로 이루어질 수 있다. 상부 구조물 부분이 복수 개의 부분으로 구현된 상기와 같은 유형의 임플란트 시스템들은 예를 들어 DE 10 2006 018 726호에 공지되어 있다.

그러나 분명하게 밝혀진 바와 같이, 상기와 같은 임플란트 시스템에서도 방향을 실험실 측에서 사전에 설정할 수 있다는 비교적 큰 장점에도 불구하고, 상부 구조물 부분이 복수 개의 섹션으로 구현되어 상기 상부 구조물 부분이 매우 높게 또는 매우 길게 구현될 수 있음으로써, 결국에 이와 같은 임플란트 시스템은 공간적인 이유에서 치료상 필요한 모든 장소에 적합하게 사용될 수 없다.

더 나아가 상기와 같은 임플란트 시스템들의 추가의 한 가지 설계 목적으로서는 일반적으로 세균 등이 내부 임플란트 내부 영역으로 유입되는 것을 피하기 위하여 상부 구조물 부분과 기둥 부분 사이에서 기계적인 접촉이 이루어질 때에 비교적 높은 밀봉성이 보증되어야만 한다는 사실이 고려될 수 있다. 이와 같은 조치에 의해서는 특히 치아 임플란트 주변에 있는 조직, 다시 말하자면 외부로부터의 접근이 용이하지 않은 조직 영역들에 염증이 생길 위험이 가급적 적게 유지된다.

본 발명의 과제는, 한 편으로는 특히 간단하고 신뢰할만한 방식으로 임플란트의 적합한 인덱싱을 가능하게 하고, 다른 한 편으로는 심지어 전체 높이가 낮은 경우에도 상부 구조물 부분과 기둥 부분 사이에 매우 높은 밀봉성이 보장될 수 있는 전술한 유형의 치아 임플란트를 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라, 상부 구조물 부분에 일체로 형성된 콘택 핀의 횡단면 그리고 상기 콘택 핀에 할당된 성형 리세스의 횡단면이 각각 복수의 주(主) 방향을 갖고, 이 주 방향에서는 반경이 각각 상대적인 최댓값을 취하며, 이 경우 상기 횡단면의 외부 윤곽은 이 외부 윤곽이 각각의 점에서 단 하나의 접선을 갖도록 선택됨으로써 해결된다. 이때 상기 외부 윤곽은 또한 바람직하게 이 외부 윤곽이 각각의 임의의 직선에 의하여 최대 두 개의 점에서 교차하도록 선택된다.

본 발명은 여러 가지 가능한 삽입 시나리오를 완전히 커버 하려는 의도에서 상부 구조물 부분을 기본적으로 일체형으로 구현함으로써 상부 구조물 부분 자체의 전체 높이를 매우 낮게 유지시키려는 생각으로부터 출발한다. 그럼에도, 환자 입 안에서 이루어지는 준비된 임플란트의 복잡한 정렬 및 조정 작업을 필요로 하지 않는 적합한 인덱싱 과정을 간단한 방식으로 제공하기 위해서는, 콘택 핀의 적합한 횡단면 그리고 상기 콘택 핀에 할당되어 있고 기둥 부분 안에 형성된 성형 리세스의 적합한 횡단면을 사전에 결정함으로써 상부 구조물 부분의 정렬이 상응하게 보장되어야만 한다. 이 목적을 위하여 콘택 핀의 횡단면 반경 그리고 상기 콘택 핀에 맞추어 조정되었고 기둥 부분 안에 형성된 성형 리세스의 횡단면 반경, 다시 말해 중앙점 또는 중심점, 특히 회전 또는 선회 동작의 기준이 되는 무게 중심으로부터 측정된 상기 횡단면 외부 윤곽의 반경 또는 거리는 일정해서는 안 되며, 오히려 소수의 주 방향으로, 다시 말하자면 특히 적어도 하나의 주 방향으로는 최댓값을 가져야만 한다. 콘택 핀이 성형 리세스 안으로 삽입되는 경우에는 상기 주 방향들이 한 편으로는 콘택 핀과 그리고 다른 한 편으로는 성형 리세스와 중첩됨으로써, 결과적으로 상기 콘택 핀에 설치된 상부 구조물 부분은 원하는 바대로 기둥 부분에 대하여 상대적으로 정렬된다.

상기의 경우에 횡단면의 중점 또는 무게 중심을 중심으로 이루어지는 회전각에 따라서 측정된 반경의 각각의 최댓값은 상기 반경의 절대적인 최댓값 혹은 최곳값이거나 또는 상기 반경의 국부적인 혹은 상대적인 최댓값일 수 있으며, 이때 개별 주 방향의 반경은 바로 이웃하는 정렬들에서의 값보다 더 큰 값을 취한다.

기둥 부분에 대한 상부 구조물 부분의 정렬 또는 인덱싱이 윤곽에 따라서 이루어지는 상기와 같은 시스템에서 상부 구조물 부분과 기둥 부분 사이에 있는, 다시 말하자면 특히 콘택 핀과 성형 리세스의 내부 면 사이에 있는 기계적인 접촉 영역에서 원하는 높은 밀봉성을 매우 신뢰할만하게 보장하기 위해서는, 콘택 핀 그리고 상응하는 성형 리세스의 횡단면 외부 윤곽이 전술된 주 방향들 사이에서 적합하게 선택되어야만 한다. 이 목적을 위하여 외부 윤곽이 실제로 모서리 없이 구현됨으로써, 결과적으로 횡단면 상으로 볼 때 외부 윤곽의 각각의 점은 단 하나의 접선만을 갖게 된다.

또한, 주 방향들 사이에 있는 세그먼트에서 외부 윤곽이 볼록한 형태로 형성되거나 또는 바깥쪽으로 구부러진 아치 형태로 형성됨으로써도 특히 높은 밀봉성에 도달할 수 있다. 이와 같은 형상에 의해서는 콘택 핀이 성형 리세스 안으로 삽입될 때에 발생하는 형상 에러, 다시 말해 예컨대 제조로부터 기인하는 횡단면들 간의 국부적인 윤곽 편차 등이 조임 동작 및 이와 같은 동작으로부터 야기되는 국부적인 변형에 의해서 보상되고 횡단면들이 상호 조정된다. 이때 바깥쪽으로 구부러지거나 볼록하게 형성된 윤곽 세그먼트의 형상은 표면 난형체의 제 1 기준과 유사하게 나타나는데, 다시 말하자면 각각의 임의의 직선은 최대 두 개의 점에서 개별 횡단면과 교차한다.

또한, 바람직한 실시 예에서 횡단면의 외부 윤곽은 이 외부 윤곽이 각각 두 가지 주 방향 사이에 있는 영역들에서는 난형 세그먼트에 상응하도록 선택된다. 다른 말로 말하자면: 각각 두 개의 주 방향 사이에 있는 세그먼트에서의 외부 윤곽은 바람직하게 추가로 표면 난형체의 제 2 기준까지도 충족시키는데, 다시 말하자면 윤곽 세그먼트의 각각의 점에 대하여 정확히 하나의 접선이 존재한다. 따라서, 개별 세그먼트에서의 외부 윤곽은 모서리를 형성하지 않으면서 비교적 매끈한 파형을 갖게 된다.

특히 바람직한 실시 예에서 치아 임플란트는 또한 상부 구조물 부분에 일체로 형성된 콘택 핀 그리고 상기 콘택 핀에 할당되었고 기둥 부분 안에 형성된 성형 리세스가 각각 횡단면 윤곽 상으로 볼 때 모서리를 완전히 피하도록 형성되었다. 따라서, 각각의 횡단면은 바람직하게 개별 주 방향에 있는 외부 윤곽의 점들에 있어서도 표면 난형체의 제 2 기준을 충족시키는데, 다시 말하자면 상기 점들에 대해서도 정확히 하나의 접선이 존재하고, 그에 따라 상기 외부 윤곽은 전체적으로 난형체를 형성하게 된다. 따라서 외부 윤곽은 개별 주 방향으로도 원형의 파형을 갖게 된다. 주 방향에서도 나타나는 이와 같은 비교적 원형의 파형에 의해서는 콘택 핀이 성형 리세스 안으로 삽입될 때에 방향 설정 과정에서 발생할 수 있는 약간의 정렬 에러가 막힘, 끼임 또는 맞물림 현상 없는 전술된 자체 센터링 방식에 의해서 자동으로 보정될 수 있다.

또한, 비틀림에 대한 장착 시스템의 특히 바람직하게 높은 기계적 안정성을 매우 간단한 방식으로 보장하기 위하여, 특히 바람직한 개선 예에서는 콘택 핀의 횡단면 그리고 그에 상응하게 해당 성형 리세스의 횡단면도 2중 또는 다중 대칭 형태로 선택된다. 이때에는 횡단면이 바람직하게 타원으로 구현됨으로써 2중 대칭에 도달할 수 있으나, 그와 달리 대안적인 바람직한 실시 예에서는 횡단면이 3중 난형체(trioval)로 구현됨으로써 3중 대칭에 도달할 수 있다.

전술된 방식으로 횡단면을 선택하는 경우에는 특히 실제로 횡단면의 2중 대칭 또는 3중 대칭이 이루어짐으로써 결과적으로 임플란트를 환자의 입안으로 삽입하는 동안에 임플란트의 정렬 에러가 거의 배제될 수 있다. 타원형 또는 난형 횡단면이 2중 대칭으로 구현된 경우에 이와 같은 대칭은 특히 타원형의 경우에 통상적인 바와 같이 실제로 2개의 주축에 의해서 기술되며, 이 경우 타원체 또는 난형체의 제 1 주축은 최대 직경을 갖는 주 방향이 되고, 일반적으로 상기 제 1 주축에 대하여 수직으로 서있는 제 2 주축은 최소 타원체 또는 난형체의 직경을 갖는 부 방향이 된다.

놀랍게 드러난 사실은, 상기와 같은 시스템에서는 구조 파라미터를 적절하게 선택함으로써, 특히 최대 직경 대 최소 직경의 비율을 적절하게 선택함으로써 시스템의 특히 유리한 삽입 특성에 도달할 수 있다는 것이며, 이 경우에는 콘택 핀이 해당 성형 리세스 안으로 삽입될 때에 자체 센터링 방식에 의해서 상부 구조물 부분의 정확한 정렬이 이루어진다. 이 목적을 위하여 횡단면 윤곽들은 바람직하게 타원체 또는 난형체의 최소 직경 대 최대 직경의 비율이 적어도 0.7 내지 최대 0.94, 바람직하게는 적어도 0.8 내지 최대 0.87에 도달하도록 각각 선택되었다.

개별 횡단면들을 타원형으로 구현하는 경우에는 상기 파라미터들이 소위 타원의 수치적인 편심율에 의해서도 등가로 구체적으로 기술될 수 있다. 이때 상기 타원의 수치적인 편심율은 바람직하게 0.35 내지 0.7, 특히 바람직하게는 0.4 내지 0.5이다.

특히 바람직한 실시 예에서 기둥 부분과 상부 구조물 부분 간의 결합부는 원추형으로 형성되었다. 이 목적을 위하여 바람직하게는 상부 구조물 부분의 콘택 핀이 세로 방향으로 원추형으로 구현되었을 뿐만 아니라 기둥 부분 안에 있는 해당 성형 리세스에 의해서 형성된 상기 콘택 핀을 위한 수용 채널도 원추형으로 구현되었다. 이와 같은 타원형 또는 난형의 횡단면과의 조합에서는 콘택 핀 및 성형 리세스의 원추형 형상으로 인하여 콘택 핀이 성형 리세스 안으로 삽입될 때에 비교적 많은 회전 간극이 존재하게 됨으로써, 결과적으로 상기 모멘트에서는 기둥 부분과 관련한 상부 구조물 부분의 정확한 정렬 또는 조정이 필요치 않게 된다. 오히려 치과 의사는 삽입시에 상부 구조물 부분을 비교적 대략적으로 정렬된 상태로 삽입할 수 있는데, 그 이유는 콘택 핀을 성형 리세스 안으로 삽입하는 동작의 처음에는 상기 두 개 부재의 원추형 형상으로 인하여 면적 차 그리고 그에 의해서 야기되는 회전 간극이 비교적 크기 때문이다.

그러나 콘택 핀이 성형 리세스 안으로 더 삽입되는 경우에는 횡단면의 크기가 점진적으로 서로 같아짐으로써, 결국 삽입의 결과로 회전 간극은 자동으로 줄어들고, 그에 따라 회전 방향으로 상부 구조물 부분의 정렬은 점점 더 정확하게 이루어진다. 콘택 핀이 완전히 삽입된 경우, 다시 말해 콘택 핀이 성형 리세스와 기계적으로 그리고 형상 결합 방식으로 접촉하자마자 엇물림 없이 완전히 올바른 정렬이 보장된다. 전술된 부품들의 원추형 형상은 또한 상기 두 개 부재의 제동 동작 또는 자동 제동 동작을 추가로 야기하는데, 이와 같은 (자동) 제동 동작은 특히 결합 나사가 조여진 경우에 소자들 간에 특히 신뢰할만한 형상 결합 방식의 결합 및 강제 결합 방식의 결합을 만들어주고, 이로써 비틀림에 대한 전체 시스템의 특히 높은 기계적 안정성을 야기하게 된다.

따라서, 또한 파워 및 토크의 매우 정확하고도 신뢰할만한 전달도 거의 회전 간극 없이 가능해진다.

콘택 핀이 성형 리세스 안으로 삽입될 때에 상기와 같은 상부 구조물 부분의 자동 자체 정렬의 바람직한 효과를 더욱 유리하게 하기 위하여, 콘택 핀 및/또는 성형 리세스의 원뿔 각도는 바람직하게 1° 내지 15°, 바람직하게는 4° 내지 10°, 특히 바람직하게는 대략 6°로 선택되었다. 상기와 같은 파라미터 선택에 의해서 그리고 특별히 전술된 횡단면 구조 파라미터들과의 조합에 의해서, 특히 횡단면 상으로 볼 때 모서리를 라운딩 처리함으로써 상부 구조물 부분을 기둥 부분 안으로 간단하고도 신속하게 삽입하는 것과 관련하여 시스템은 매우 간단하고도 신뢰할만하게 취급될 수 있다.

추가의 바람직한 실시 예에서는 상부 구조물 부분이 결합 나사를 통해서 기둥 부분에 조립되어 있다.

본 발명에 의해 달성되는 특별한 장점은, 상부 구조물 부분의 콘택 핀의 횡단면 및 기둥 부분 안에 있는 해당 성형 리세스의 횡단면(예컨대 상응하게 반대임)을 적절하게 콘투어링 하고 파라미터화 함으로써, 적합하게 준비되고 치아 대체물이 제공된 상부 구조물 부분을 기둥 부분 안으로 삽입할 때에 상기 상부 구조물 부분의 신뢰할만한 정렬이 간단하고 기계적으로 안정적인 방식으로 성취될 수 있다는 것이다. 그럼으로써 상부 구조물 부분을 구강 안으로 삽입할 때에 환자를 위한 치료기간이 특히 짧게 유지될 수 있으며, 그럼에도 이 경우에는 치아 대체물이 특히 질적으로 높은 수준으로 정렬될 수 있다. 다름 아니라 콘택 핀 및 콘택 핀을 위한 수용 채널의 원추형 형상이 콘택 핀 및 수용 채널의 타원형 또는 난형의 횡단면과 조합됨으로써 또한 콘택 핀을 수용 채널 안에 삽입하여 상부 구조물 부분을 신뢰할만하고 간단하게 고정시킬 수 있는 정렬 상태가 보장될 수 있다. 이 경우에는 특별히 콘택 핀이 삽입될 때에 소자들의 상호 작용으로 인해 발생하는 회전식 자체 센터링에 의해서 더욱 증진되는 특히 높은 위치 정확성에 도달할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
도 1 및 도 2는 치아 임플란트의 개략도이고,
도 3은 도 1에 따른 치아 임플란트의 상부 구조물 부분에 일체로 형성된 콘택 핀의 횡단면도이며,
도 4는 도 3에 따른 타원형 횡단면을 갖는 콘택 핀을 수용하기 위해 기둥 부분 안에 제공된 성형 리세스의 개략도이고,
도 5 내지 도 40은 치아 임플란트의 콘택 핀 및 해당 성형 리세스를 위한 대안적인 횡단면 형태를 각각 쌍으로 도시한 개략도이며,
도 41은 타원의 개략도이고,
도 42는 성형 리세스 안으로 삽입된 콘택 핀의 개략도이며, 그리고
도 43은 타원의 개략도이다.

모든 도면에서 동일한 부분에는 동일한 도면 부호가 제공되었다.

도 1에 도시된 치아 임플란트(1)는 악골 안으로 삽입하기 위해서 제공된 기둥 부분(2) 그리고 상기 기둥 부분에 할당된 상부 구조물 부분(4)을 포함한다. 실시 예에서 일체형으로 구현된 상부 구조물 부분(4)은 의치, 치관 또는 인공 기관을 장착하기 위해서 제공되었다. 치아 임플란트(1)를 환자 입속으로 삽입하기 위하여 우선 제 1 치료 단계에서는 기둥 부분(2)이 악골 안으로 삽입된다. 이 목적을 위하여 기둥 부분(2)이 외측에 나선(6)을 가짐으로써, 악골 안으로 삽입하는 과정은 나사 결합에 의해서 이루어질 수 있다. 이 목적을 위하여 나선(6)은 실시 예에서 자동 태핑 나선으로 구현되었다. 이때 나선(6)의 피치는 균일하게 구현되거나 또는 가변적으로 구현될 수도 있으며, 이 경우에는 적절한 파라미터 선택에 의해서 상황에 따라 상이한 생물학적인 조건들 그리고 상이한 고착 특성이 고려될 수 있다. 이때 나선(6)의 구조 및 설계는 특히 원하는 높은 1차 안정성 그리고 씹는 하중이 치아 임플란트(1)에 가해질 때에 발생하는 파워를 악골 안으로 균일하게 전달할 수 있는 능력을 고려해서 설계되었다.

기둥 부분(2)을 악골 안으로 삽입한 후에는 4주 내지 6개월의 유착 단계가 제공되며, 이 유착 단계에서는 기둥 부분이 나선 및 악골 안에 유착된다. 그 다음에 이어서 제 2 처리 단계에서는 의치가 장착된 상부 구조물 부분(4)이 삽입될 수 있다. 뼈의 상태가 특히 유리하고 그에 상응하게 1차 안정성이 높은 경우에는 기둥 부분 또는 임플란트를 삽입한 직후에 상부 구조물 부분(4) 및 추가의 인공 소자들을 제공할 수도 있다.

기둥 부분(2)과 상부 구조물 부분(4) 사이에 간단한 방식으로 기계적으로 비교적 안정적인 결합을 만들 수 있기 위하여, 상부 구조물 부분(4)에 콘택 핀(8)이 일체로 형성되며, 상기 콘택 핀은 기둥 부분(2)과 상부 구조물 부분(4)이 결합할 때에 상기 기둥 부분(2) 안에 콘택 핀(8)을 위한 수용 채널을 형성하는 성형 리세스(10) 안으로 삽입될 수 있다. 기둥 부분(2)과 상부 구조물 부분(4)의 기계적인 결합은 해당 결합 나사(12)를 통해서 이루어지며, 상기 결합 나사의 외부 나선(14)은 기둥 부분(2) 안에 제공된 내부 나선(16) 안으로 나사 결합된다. 이때 상기 결합 나사(12)의 나사 헤드(18)는 상부 구조물 부분(4)을 기둥 부분(2)으로 프레싱 한다.

치아 임플란트(1)는 목적한 바대로 상부 구조물 부분(4)이 적합하게 준비된 경우 특히 씹는 하중에 의해서 비교적 높은 파워가 발생할 때에 상기 상부 구조물 부분(4) 자체의 신뢰 할만하고 기계적으로 안정적인 회전식 정렬을 보장하기 위해서 설계되었다. 이 경우에는 특히 의치가 제공된 상부 구조물 부분(4)을 악골 안에 고착된 기둥 부분(2) 안으로 삽입하여 통합하는 과정이 비교적 짧은 치료 시간 안에 이루어질 수 있다.

상기와 같은 목적을 위하여 실시 예에서 기둥 부분(2) 안에 있는 해당 성형 리세스(10) 안으로 형상 결합 방식으로 삽입될 수 있는 콘택 핀(8) 그리고 기둥 부분(2) 안에 있는 성형 리세스(10)는 각각 타원형 또는 난형의 횡단면을 갖는다. 또한, 상부 구조물 부분(4)의 콘택 핀(8)뿐만 아니라 기둥 부분(2) 안에 있는 성형 리세스(10) 그리고 상기 기둥 부분에 의해서 형성된 콘택 핀(8)용 수용 채널도 각각 원추형으로 구현되었다. 이 경우에는 콘택 핀(8)뿐만 아니라 성형 리세스(10)의 자유 횡단면이 기둥 부분(2)의 단부 쪽 방향으로 가면서 점차 좁아짐으로써, 결국 성형 리세스(10)에 의해 형성되고 기둥 부분(2) 안에 있는 수용 채널은 실제로 타원형 또는 난형의 횡단면을 갖는 깔때기 모양의 채널을 형성한다. 그럼으로써, 콘택 핀(8) 횡단면의 단부는 기둥 부분(2) 안에 성형 리세스(10)에 의해서 형성된 유입 개구에 비해 비교적 작은 면적을 가지게 되고, 그 결과 콘택 핀(8)이 성형 리세스(10) 안으로 삽입되는 경우에는 비교적 큰 면적 차가 형성되고 그와 더불어 전술된 소자들 사이에서는 비교적 큰 회전 간극이 형성된다.

그럼으로써 콘택 핀(8)이 성형 리세스(10) 안으로 삽입되는 경우에는 상부 구조물 부분(4)이 단지 비교적 대략적으로만 회전 방향으로 정렬되면 충분하다. 타원형 또는 난형의 횡단면을 갖고 깔때기 모양으로 수축되는 원추형 수용 채널에 의해서는 콘택 핀(8)이 성형 리세스(10) 안으로 더 삽입될 때에, 다시 말해 상부 구조물 부분(4)이 기둥 부분(2) 안으로 삽입되는 동안에 개별 횡단면 면적이 점진적으로 균등해짐으로써, 결과적으로 콘택 핀(8) 및 그와 더불어 상부 구조물 부분(4)은 점차 형상 결합이 조절됨으로써 기계식으로 가이드 된다. 마지막으로 콘택 핀(8)이 성형 리세스(10) 안으로 완전히 삽입되어 상기 성형 리세스 안에서 형상 결합 방식으로 접하게 되면, 표면들이 연속적인 형상 결합을 형성함으로써, 결과적으로 상부 구조물 부분(4)의 회전 정렬도 명백하게 고정된다. 따라서, 상기와 같은 삽입 과정에 의해서는 이미 콘택 핀(8) 및 성형 리세스(10)의 성형 그리고 콘투어링으로 인해 상부 구조물 부분(4)의 자동 정렬이 이루어짐으로써, 결국 치아 대체물이 삽입되는 경우에는 추가의 조정을 위해 치과 의사가 개입할 필요가 더 이상 없어진다.

도 3의 횡단면도로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 예에서 상부 구조물 부분(4)에 일체로 형성된 콘택 핀(8)은 - 그리고 그에 상응하게 기둥 부분(2) 안에 있는 해당 성형 리세스(10)도 - 실제로 타원형의 횡단면을 가지며, 상기 횡단면은 정량적으로 - 타원에서 통상적인 것과 같이 - 최대 직경(D)을 갖는 제 1 주축 - 도 3에 화살표 20으로 표시됨 - 그리고 최소 직경(d)을 갖는 제 2 주축 - 도 3에 화살표 22로 표시됨 - 을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 타원의 선형 편심율(e)은 종래의 정의와 일치하게 일반식

로 기술되는 한편, 타원의 소위 수치적인 편심율(ε)은 관계식 ε = 2e/D에 의해서 주어진다. 하나의 타원의 수치적인 편심율은 0 내지 1의 값을 취할 수 있다. 편심율이 0이면 하나의 원이 얻어진다.

기둥 부분(2)과 상부 구조물 부분(4)이 결합할 때에 치아 대체물의 통합 과정을 특히 용이하게 하는 동시에 삽입시에 콘투어로부터 야기되는 원하는 자동 센터링을 특히 유리하게 하기 위하여, 콘택 핀(8) 및 성형 리세스(10)의 기하학적인 파라미터는 다음의 기준들에 따라서 선택되었다:

원추형-타원형 결합부의 편심율이 크면 클수록 구성 부분들 상호 간의 위치 발견은 그만큼 더 유리해진다. 하지만, 큰 편심율은 기계적인 특성 및 기계적인 강도와 관련해서 오히려 덜 유리한데, 특별히 그 이유는 기둥 부분(2)의 최대 임플란트 직경이 제한되었기 때문이다. 기둥 부분(2)의 직경은 통상적으로 2.5mm 내지 6mm이다. 편심율이 크면 클수록 기둥 부분(2) 및 상부 구조물 부분(4)의 벽 두께는 그만큼 더 불균일하다. 광범위한 견본 조사에서는 수치적인 편심율(ε)이 0.3보다 작아서는 안 되고, 특히 유리한 위치 발견을 위해서는 0.35보다 작지 않은 것이 유리하다는 사실이 드러났다. 그 대신에 기둥 부분(2), 상부 구조물 부분(4) 및 경우에 따라 필요한 결합 나사의 강도를 그다지 심하게 감소시키지 않기 위하여, 견본에 대한 강도 연구에서는 수치적인 편심율(ε)이 0.7보다 커서는 안 되고, 가급적 0.8보다 크지 않다는 사실이 드러났다. 우수한 위치 설정과 높은 강도 간의 특히 바람직한 조합은 수치 편심율(ε)이 0.4 내지 0.5인 경우에 나타났다.

한 편으로 성형 리세스(10)를 원추형으로 구현하는 것 그리고 다른 한 편으로 상기와 같은 원추형 구현에 상응하게 접촉 영역에서 콘택 핀(8)을 원추형으로 구현하는 것은 도 4의 도시로부터 알 수 있다. 상기 원추형 영역은 구조 파라미터, 즉 원뿔 각도(β), 유효한 원뿔 길이(h), 콘택 핀(8)의 교합 단부에서의 최대 및 최소 타원 직경(D_O 및 d_O) 그리고 콘택 핀(8)의 첨단부에서의 최대 및 최소 타원 직경(D_a 및 d_a)을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 구조 파라미터는 바람직하게 다음의 기준들에 따라서 선택되었다:

기둥 부분(2) 안에 있는 상부 구조물 부분(4)을 위한 치료자의 위치 설정 가능성이 많으면 많을수록 위치 발견은 그만큼 더 어려워진다. 위치 발견 시각에서 바람직한 최적의 조건은 위치 설정 가능성이 단 한 가지인 경우이다. 그러나 이때 원추형 인덱싱(예컨대 반원은 타원형, 반원은 원형)이 사용된다면, 상부 구조물 부분(4)이 잘못 삽입될 수 있는 불가피한 위험이 존재한다. 그 다음에 이어서 고정을 위하여 결합 나사(12)가 조여지면, 기둥 부분(2)이 손상될 수 있거나 상부 구조물 부분(4)이 손상될 수 있다. 이와 같은 손상 위험을 피하기 위하여 바람직하게는 두 가지 이상의 위치 설정 가능성이 제공되었다. 다시 말해 두 가지 이상의 위치 설정 가능성이 이용되면, 구성 부품들의 손상 위험도 존재하지만, 이와 같은 위험은 의도한 치수 설계에 의해서 피해질 수 있다. 상기와 같은 위험은 구성 부품이 약 360°/(2*위치 설정 가능성)만큼 회전 변위된 상태로 삽입된 후에 결합 나사(12)가 조여지는 경우에는 항상 존재한다. 인덱싱의 구조가 타원형 또는 난형인 경우에는 360°/(2*2) = 90°이다.

상기와 같은 위험은 다음과 같은 조치에 의해서 구조 파라미터가 특히 바람직하게 선택되는 경우에 피해진다:

1. 원뿔 각도(β)는 인덱싱 구조 내부에서의 반경 변경 및 상부 구조물 부분(4)의 원뿔 길이(h)에 따라서, 또는 다른 순서의 의존성에 따라서, 약 360°/2* 위치 설정 가능성만큼 변위될 때에는 상부 구조물 부분(4)이 기둥 부분(2) 안으로 삽입될 수 없도록 그리고 결합 나사(12)의 나선(14)이 기둥 부분(2)의 나선(16) 안에 맞물리지 않도록 선택된다. 따라서, 상부 구조물 부분(4)이 기둥 부분(2) 안으로 삽입될 수 있는 경우에만, 그리고 오로지 결합 나사(12)에 의해 제공되는 파워에 의하여 기둥 부분(2) 안에서 상부 구조물 부분(4)의 자동 센터링 동작이 개시되고 상부 구조물 부분(4)의 접촉면과 기둥 부분(2)의 접촉면 사이의 접착 마찰이 상기 자동 센터링 동작을 방해할 수 없을 정도로 최종 위치에 대한 회전 변위가 작은 경우에만 결합 나사(12)의 나선(14)은 기둥 부분(2)의 나선(16) 안에 맞물려야 한다,

또는

2. 원뿔 각도(β)는 인덱싱 구조 내부에서의 반경 변경 및 상부 구조물 부분(4)의 원뿔 길이(h)에 따라서, 또는 다른 순서의 의존성에 따라서, 약 360°/(2* 위치 설정 가능성)만큼 변위될 때에는 결합 나사(12)의 나선(14)이 기둥 부분(2)의 나선(16) 안에 맞물리지 않도록 선택된다. 따라서, 오로지 결합 나사(12)에 의해 제공되는 파워에 의하여 기둥 부분(2) 안에서 상부 구조물 부분(4)의 자동 센터링 동작이 개시되고 상부 구조물 부분(4)의 접촉면과 기둥 부분(2)의 접촉면 사이의 접착 마찰이 상기 자동 센터링 동작을 방해할 수 없을 정도로 최종 위치에 대한 회전 변위가 작은 경우에만 결합 나사(12)의 나선(14)은 기둥 부분(2)의 나선(16) 안에 맞물려야 한다.

상기 변형 예 1은 조립 친화성에 있어서 비교적 불리하다. 타원의 편심율이 크면 클수록 원뿔 각도(β)는 그만큼 더 작아지고, 상부 구조물 부분(4)과 기둥 부분(2) 간의 공통의 원추형 접촉 면이 짧으면 짧을수록 각각의 회전 위치에서 상부 구조물 부분(4)이 기둥 부분(2) 안으로 삽입될 수 없는 위험은 그만큼 더 커진다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 상부 구조물 부분(4)의 더 넓은 첨두 타원 영역은 기둥 부분(2)의 좁은 타원 유입 영역보다 더 크다는 것이다.

다음의 일반식은 원뿔 각도(β) 그리고 상부 구조물 부분(4)과 기둥 부분(2) 간의 유효한 원뿔 길이(h)에 대한 D_o의 의존 관계를 기술한다:

D_a = D₀ - 2h*tan(β)

매우 우수한 조립 친화성을 위해서는 D_a < d₀이 선택되는 것이 바람직하다. D_a ≥ d₀인 경우에는 우수한 조립 친화성이 존재하지 않는데, 그 이유는 이와 같은 경우에는 상부 구조물 부분(4)이 각각의 회전 위치에서 고유 콘택 핀의 축만큼 기둥 부분(2) 안으로 삽입될 수 없기 때문이다.

변형 예 2에서는 조립 친화성이 특히 유리하다. 수치적인 편심율(ε), 원뿔 각도(β) 및 유효한 원뿔 길이(h)의 치수는 결합 나사(12)가 기둥 부분(2)의 나선(16) 안에 맞물리자마자 원추형-타원형 결합의 자동 센터링 효과가 완전하게 보장되도록 설계될 수 있어야만 한다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 고유 콘택 핀의 축을 중심으로 약 90°만큼 회전 비틀림이 이루어질 때, 3중 난형 결합시에 또는 이와 유사하게 약 360°/(2*위치 설정 가능성)만큼 구현될 때에는 완전하게 성형된 타원형 콘택 핀을 갖는 상부 구조물 부분(4)의 리프팅 높이가 결합 나사(12) 및 기둥 부분(2)의 공통의 유효한 나선 길이보다 더 커야만 한다는 것이다.

이때 리프팅 높이(ΔH)란 상부 구조물 부분(4)이 기둥 부분에 대하여 상대적으로, 한 편으로는 콘택 핀(8)의 횡단면 그리고 다른 한 편으로는 성형 리세스(10)의 횡단면이 서로 중첩되는 정확한 정렬 위치로부터 벗어나서 콘택 핀(8)의 주 방향들이 이 주 방향들 사이에 있는 성형 리세스(10)의 중간 위치로 향하는 경우에 나타나는 상부 구조물 부분(4)의 길이 방향으로의 변위 혹은 이동을 의미한다. 이와 같은 변위 혹은 이동 동작으로부터 야기되는 횡단면들의 상호 변위는 수용 채널의 원추형 형상으로 인해 상부 구조물 부분(4)의 길이 방향으로의 상승, 소위 리프팅을 야기한다.

치수가 특히 유리하게 설계된 경우에는, 리프팅 높이(ΔH)의 상승도가 접촉 각(ω)에 따라 적어도 5㎛/°인 경우에 비로소 결합 나사(12)가 맞물리게 된다. 상승도가 10㎛/°보다 큰 경우, 특히 15㎛/°보다 큰 경우가 특히 유리한 것으로 입증되었다.

기둥 부분 안에 있는 상부 구조물 부분의 리프팅 높이는 수치적인 편심율(ε), 원뿔 각도(β), 제 2 주축의 최소 직경(d)

및 접촉 각(ω)에 따라서 다음의 일반식으로 기술된다.

상부 구조물 부분(4)과 기둥 부분 간의 결합시에 통상적으로 사용되는 결합 나사(12)는 통상적으로 회전당 0.2mm 내지 0.5mm의 나선 피치를 갖는다. 두 개 이상의 나선 홈, 바람직하게는 세 개 이상의 나선 홈 그리고 특히 바람직하게는 네 개 이상의 나선 홈이 결합 나사(12)와 기둥 부분(6) 사이에서 지지되어야 한다는 생각으로부터 출발하는 경우, 기둥 부분(2) 안에 있는 상부 구조물 부분(4)의 리프팅 높이는 90°에서는 적어도 0.4mm이다. 하지만, 리프팅 높이가 0.6mm보다 더 큰 경우 그리고 특히 적어도 1mm인 경우가 더 유리하다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는 충분한 지지 작용을 하는 나선 홈이 보장될 수 있다는 것이며, 이 경우 나선은 비틀림이 유리한 경우(< 90°)에, 다시 말하자면 결합 나사(12)를 조일 때에 상기 결합 나사에 의해 상부 구조물 부분(4)과 기둥 부분(2) 사이에 제공되는 장력에 의하여 자동 센터링이 제 기능을 하게 되는 비틀림의 경우에 비로소 맞물리게 된다.

도 5 내지 도 40에는 콘택 핀의 대안적인 횡단면 그리고 해당 성형 리세스가 도시되어 있다.

상부 구조물 부분과 기둥 부분 간에 이루어지는 원추형 결합의 장점은 기본적으로 이미 공지되어 있다. 원추형 결합시에는 특히 기둥 부분의 축에 대하여 편심인 하중 그리고 상부 구조물 부분으로부터 기둥 부분으로의 2차원적인 파워 전달이 야기된다. 또한, 상부 구조물 부분이 직접 기둥 부분 안에 지지가 됨으로써 상부 구조물 부분은 기둥 부분으로 전달될 파워의 대부분을 직접 전달할 수 있다. 이와 같은 사실은 상부 구조물 부분 및 기둥 부분을 고정시켜야만 하는 결합 나사의 하중을 경감시킨다. 원뿔 각도(β)가 45°보다 작은 경우에는 상기와 같은 효과가 관찰될 수 있다. 원뿔 각도는 15°보다 작은 경우가 바람직하다. 이와 같은 방법에 의해서는 결합이 조기에 풀어지는 상황이 예방된다. 이와 같은 기계적인 안정화는 기둥 부분에 대해 축 외부에서 작용을 하는 파워 및/또는 휨 모멘트에 대하여 거의 엇물림이 없는 제동 장치로서의 작용을 한다.

원추형 결합의 추가의 장점은 상부 구조물 부분과 기둥 부분 간의 밀봉성이다. 이 경우에는 기둥 부분에 일체로 형성된 콘택 핀의 구조 그리고 기둥 부분 안으로 삽입된 성형 리세스가 원형으로 상호 매칭 된다는 사실이 특히 중요하다. 단 한 가지 단점은 상부 구조물 부분과 기둥 부분 간의 회전 보호 작용이 단지 상기 두 개 구성 부품 간의 접착 마찰부에서만 이루어지고, 위치 발견을 위한 인덱싱이 전혀 존재하지 않는다는 것이다. 통상적으로 상기와 같은 단점은 상부 구조물 부분에 일체로 형성된 추가 콘택 핀에 의해서 보완된다. 교합으로부터 출발하여 첨두 방향으로 제동 장치를 구비한 제 1 콘택 핀이 설치되어 있고 소수의 경우에는 제 2 콘택 핀의 첨두에 제 3의 원추형 콘택 핀이 설치되어 있는 원추형 콘택 핀을 구비하는 상부 구조물 부분도 공지되어 있다. 이 경우에는 상기와 같은 구조에 의하여 상응하는 기둥 부분 안에서 이와 같은 목적으로 구현된 성형 리세스가 부정적으로 통합됨으로써, 결국에는 축 외부의 회전 제동 장치로 이루어지고 인덱싱으로서도 이용되는 조합이 성취될 수 있다.

목적은 상부 구조물 부분에 일체로 형성된, 축 외부의 회전 제동 장치, 즉 회전식 제동 장치를 구비한 콘택 핀을 용융 결합하는 것으로서, 이와 같은 제동 장치는 단 한 가지 구조에서 매우 정확한 인덱싱으로서 이용될 수 있다. 이와 같은 사실은 기계적인 특성을 악화시키지 않으면서 콘택 핀의 전체 높이까지도 줄일 수 있다. 이와 같은 사실은 본 발명에 따라 상부 구조물 부분에 일체로 형성된 콘택 핀의 구조가 난형체에 상응하고 상기 난형의 기하학적인 법칙들을 충족시킴으로써 해결된다. 이때 기둥 부분 안으로 삽입된 성형 리세스의 구조는 당연히 상부 구조물 부분에 설치된 콘택 핀의 구조에 적응되었고, 두 가지 구조는 상호 매칭된다. 그 결과 밀봉성과 관련된 원형의 원추형 결합의 장점들이 존속된다.

여러 가지 조사들이 보여주는 사실은, 상부 구조물 부분과 기둥 부분 간에 밀봉이 이루어지지 않은 경우에는 유체 및 박테리아가 유입될 수 있다는 것이다. 이와 같은 사실은 재차 기둥 부분에서 탈구의 원인이 될 수 있다. 추가의 결과로서는 구취 및 연한 조직의 함몰을 들 수 있으며, 이와 같은 결과는 미적인 부분을 손상시킬 수 있다. 이와 같은 문제점은 다른 무엇보다도 상부 구조물 부분과 기둥 부분 사이에서 상대적인 동작들이 야기되는 경우에 나타나는데, 그 이유는 이 경우에는 상기와 같은 문제점이 펌프로서 작용을 하기 때문이다. 따라서, 상대적인 동작이 없는 형상 결합 방식의 파워 전달은 조합시 상부 구조 부분과 기둥 부분 사이의 밀봉성과 관련하여 매우 큰 중요성을 갖는다.

결합부가 둥근 원추형으로 형성된 경우에는 근원심(mesio-distal) 방향으로 그리고 구강 전정(vestibular-oral) 방향으로 자동 센터링이 이루어진다. 더 나아가서는 둥근 원추형 구조가 난형 구조로 변경됨으로써 구조가 적합한 경우에는 회전식 자동 센터링도 성취될 수 있다. 따라서, 둥근 원추형 구조가 난형 구조로 변경되면, 상부 구조물 부분과 기둥 부분 간에 완전한 결합이 야기되어 치료자, 치과 의사 및 환자 모두에게 좋은 장점들만이 성취된다.

타원은 다음과 같이 규정되는 센터를 중심으로 하는 주기 함수 Δr_(φ)로서 기술될 수 있다:

설명을 위해 도 39에 하나의 타원이 도시되어 있다.

두 개의 국부적인 최댓값에 의해 Δr_(φ)로 형성되는 두 가지 주 방향이 존재하며, 상기 두 개의 최댓값은 동일한 길이를 갖고 평행하다. 또한, 두 개의 국부적인 최솟값에 의해 Δr_(φ)로 형성되는 두 가지 부 방향도 존재하며, 상기 두 개의 최솟값은 Δr_(φ)에 대하여 동일한 값을 갖고, 두 개의 최솟값은 동일한 길이를 갖고 평행하다. 주 방향과 부 방향 간의 각도는 90°이며, 주 방향들 간의 각도는 180°이고, 부 방향들 간의 각도도 180°이다. 모든 주 방향 및 부 방향은 동일한 원점을 갖는다. 타원은 이 타원이 난형체의 법칙들에 상응하고(다시 말해 하나의 직선은 최대 두 번 곡선과 교차하고, 곡선상에 있는 각각의 점은 단 하나의 접선을 갖는다) 그리고 추가로 주 방향과 부 방향 사이에서 각각의 점에 있는 곡선의 곡률이 상이한 것을 특징으로 한다. 하나의 타원은 두 개의 고정 점(F₁ 및 F₂)의 거리와 동일한 총합을 갖는 모든 점들로 이루어진다(도 43 참조). 도 43에서 총합은 S₁ + S₂이다. 상부 구조물 부분에 일체로 형성된 콘택 핀을 위해서 그리고 기둥 부분 안에 있는 성형 리세스를 위해서 상기와 같은 구조를 사용하고 상기 부재들의 치수가 상호 매칭되는 경우에는, 두 가지 위치 설정 가능성이 얻어진다. 특히 유리한 실시 예에서는 상부 구조물 부분에 있는 콘택 핀 및 기둥 부분에 있는 성형 리세스가 원추형으로 구현되었다.

위치 설정 가능성의 개수를 확대하면서 타원 구조의 특별히 우수한 특성들을 포기하지 않고자 한다면, 주 방향 및 부 방향의 개수를 증가시킴으로써 가능하다. 예컨대 3개(도 25 참조), 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개 또는 그 이상으로 증가시킬 수 있다. 이 경우에 중요한 것은 모든 주 방향 및 부 방향이 동일한 원점을 가지며, 모든 주 방향의 길이가 같고, 모든 부 방향의 길이가 같으며, 이웃하는 주 방향들 간의 각도가 동일하고, 이웃하는 부 방향들 간의 각도가 동일하며, 특히 유리한 실시 예에서 이웃하는 주 방향과 부 방향 간의 각도는 이웃하는 주 방향들 간의 각도 및 이웃하는 부 방향들 간의 각도의 절반 크기이고, 주 방향의 개수와 부 방향의 개수는 동일하며, 주 방향과 부 방향 간의 파형은 난형체의 법칙을 충족시키고, 추가로 주 방향과 부 방향 사이의 각 점에서는 곡선의 곡률이 상이하다. 그럼으로써 주 방향 또는 부 방향의 개수는 형상 결합 및 강제 결합이 존재하는 위치 설정 가능성의 개수를 나타낸다. 바람직하게 적합한 구조는 최대 네 개의 주 방향 및 네 개의 부 방향(도 31 및 도 32 참조), 특히 세 개의 주 방향 및 세 개의 부 방향(도 25 및 도 26 참조)을 갖고, 최적 조건에서는 두 개의 주 방향 및 부 방향을 가짐으로써 하나의 타원이 된다(도 39 및 도 40 참조). 네 개, 다섯 개 또는 여섯 개의 주 방향 및 부 방향이 사용되면, 도 31 내지 도 36에 도시되어 있는 것과 마찬가지로 유리한 실시 예가 될 수 있는 구조가 나타난다.

주 방향과 부 방향 간의 길이 차에 의해서 편심율이 나타난다. 부 방향이 주 방향에 비해 지나치게 작으면, 곡률은 볼록한 상태에서 오목한 상태로 교체되고, 난형체의 조건들은 더 이상 존재하지 않게 된다(도 37 및 도 38 참조). 제조 허용 오차에 의해서는 결합부가 비밀봉 상태가 될 위험이 크다. 또한, 상부 구조물 부분과 기둥 부분 사이의 압착력도 불균일하며, 이와 같은 상황은 상부 구조물 부분과 기둥 부분 간의 운동성을 허용한다. 더 나아가서는 주 방향과 부 방향 간의 차가 더 커지며, 이와 같은 상황은 결합부의 강도에 대하여 그리고 개별 구성 부품에 대하여 부정적인 영향을 미친다. 광범위한 조사 결과를 통해 드러난 사실은, 부 방향은 바람직하게 다음과 같은 주 방향의 퍼센트 길이 범위를 가져야만 한다는 것이다.

주 방향 및 부 방향의 개수	주 방향 길이의 %로 나타낸 부 방향의 최소 길이	주 방향 길이의 %로 나타낸 부 방향의 최대 길이
3	70%	95%
4	80%	97%
5	90%	98%
6	95%	99%
7	96%	99%
8	97%	99%
9	98%	99%

상부 구조물 부분에 일체로 형성되고 난형 및 원추형으로 구현된 콘택 핀이 기둥 부분의 상응하는 성형 리세스 안으로 삽입되는 경우, 기둥 부분에 대하여 상부 구조물 부분이 회전적으로 정확하게 정렬되지 않은 위치에서는 구성 부재들이 상호 형상 결합 방식으로 위치 설정되기 전에 서로 접촉하게 된다. 이와 같은 접촉은 표면적으로 이루어지지 않고, 오히려 선형으로 또는 점 형태로 이루어진다. 일반식 360°/(2 x 위치 설정 가능성의 개수)에 따라 회전식 위치 설정이 상호 °로 나타나는 경우, 상부 구조물 부분이 기둥 부분 안으로 단지 축 방향으로만 삽입되는 경우에는 구성 부품들이 서로 낄 수 있다. °로 표시된 회전식 위치 이탈이 일반식 360°/(2 x 위치 설정 가능성의 개수)에 따른 결과보다 수배만큼 작거나 크고 같지 않은 시점부터는, 삽입 방향이 축 방향이고 삽입 파워가 축 방향으로 작용하는 경우와 더불어 상부 구조물 부분의 회전 운동성이 거의 자유로운 때(다시 말해 상부 구조물 부분의 위치의 회전 영향이 거의 전적으로 기둥 부분에 의해서만 야기되는 경우)에는 기둥 부분 내부의 상응하는 성형 리세스 안에서 상부 구조물 부분에 일체로 형성되고 난형 및 원추형으로 구현된 콘택 핀의 회전식 자동 정렬이 야기된다. 이와 같은 회전식 자동 정렬은 회전식 자동 센터링이라는 용어로도 기술될 수 있다.

동일하거나 더 많은 개수의 위치 설정 가능성, 부 방향 및 주 방향을 갖는 난형체 또는 타원체의 다른 특수 상황들 중 한 가지 특수 상황의 특히 유리한 실시 예에서, 기둥 부분과 상부 구조물 부분을 고정시키는 결합 나사는 회전식 자동 센터링이 순전히 상기 결합 나사에 의해 발생하는 파워 및/또는 모멘트에 의해서만 실행될 수 있는 경우에 비로소 맞물리게 된다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 회전식 자동 센터링이 이루어지기 전에 순전히 결합 나사에 의해 발생하는 파워 및/또는 모멘트에 의해서는 결합 나사의 나선이 아직까지 기둥 부분 안에 있는 나선까지 도달하지 못한다는 것이다. 따라서, 기둥 부분과 상부 구조물 부분 간에 회전식 각도 편차가 존재하는 경우에 기둥 부분 안에 있는 상부 구조물 부분의 리프팅 높이는 결합 나사와 기둥 부분 간의 이용 가능한 공통의 나선 길이보다 더 크다. 이와 같은 방식으로 설계가 이루어지지 않고, 오히려 회전식 자동 센터링 이전에 결합 나사의 파워 및 모멘트에 의해서 기둥 부분 안에 있는 결합 나사의 맞물림이 이루어지게 되면, 환자의 악골 안에 고착된 기둥 부분의 손상은 그대로 유지될 수 있다. 그 결과 환자의 턱으로부터 기둥 부분이 이탈될 수 있다. 이와 같은 위험은 구성 부품이 약 360°/(2*위치 설정 가능성)만큼 회전 변위된 상태로 삽입된 후에 결합 나사가 조여지는 경우에는 항상 존재한다. 세 가지 주 방향, 세 가지 부 방향 그리고 세 가지 위치 설정 가능성을 갖는 구조에서는 360°/(2*3) = 60°이다. 타원에서와 마찬가지로 전술된 모든 구조에서는, 결합 나사에 의해서 야기되는 파워 및/또는 모멘트가 기둥 부분 안에 있는 상부 구조물 부분의 회전식 자동 센터링을 위해서 충분치 않은 경우에는 결합 나사가 기둥 부분의 나선 안에 맞물리지 않는 것이 바람직하다. 또한, 상부 구조물 부분에 일체로 형성된 콘택 핀의 구조 및 기둥 부분 안에 이 목적을 위해서 제공된 성형 리세스의 구조, 편심율, 원추형 콘택 핀의 길이 그리고 원뿔 각도는 고유의 축을 중심으로 회전할 때마다 콘택 핀이 적어도 하나의 작은 섹션만큼, 바람직하게는 적어도 0.1mm만큼 그리고 특히 적어도 0.5mm만큼 이 목적을 위해서 제공된 기둥 부분의 성형 리세스 안으로 삽입될 수 있도록 설계되었다. 이와 같은 설계 방식은 기둥 부분 안에 있는 상부 구조물 부분의 위치 설정을 현저히 용이하게 한다.

타원을 토대로 하고자 하거나 또는 동일한 개수의 주 방향 및 부 방향을 가짐으로써 형상 결합 및 강제 결합이 성취될 수 있는 난형체의 다른 특수한 상황(예컨대 세 개의 주 방향 및 부 방향)을 토대로 하고자 하는 경우에는 형상 결합 및 강제 결합이 나타나는 위치 설정 가능성의 개수가 줄어들 수 있는데, 이와 같은 상황은 적어도 하나의 주 방향 혹은 부 방향의 원점이 변경됨으로써, 적어도 하나의 주 방향 혹은 부 방향이 존재하는 경우에는 상기 주 방향 및/또는 부 방향의 길이가 확대 혹은 축소됨으로써(도 7, 도 8 및 도 27 그리고 도 28 참조), 또는 각도가 적어도 하나의 주 방향 혹은 부 방향으로부터 두 개의 이웃하는 주 방향 혹은 부 방향으로 변경됨으로써(도 29 및 도 30 참조) 성취될 수 있다. 적어도 하나의 상이한 길이를 갖는 상이한 개수의 주 방향 및 부 방향은 동일한 효과를 갖는다. 또한, 이와 같은 효과는 개별 주 방향 및/또는 부 방향 간의 φ에 따른 곡률 변동이 상이하거나 또는 상이한 정도로 불균일함으로써 달성될 수 있다. 주 방향 및 부 방향의 개수가 적절하고 길이가 상응하는 경우에는, 주 방향 및 부 방향의 개수와 반드시 일치할 필요는 없지만 그럼에도 형상 결합 및 강제 결합을 갖는 한 가지 또는 여러 가지의 위치 설정 가능성이 야기될 수 있다. 그러나 이 경우에 유의해야 할 점은, 형상 결합을 갖지 않는 한 가지 위치 설정 가능성에서는, 다시 말해 예컨대 나사를 이용해서 기둥 부분과 상부 구조물 부분을 고정시키는 경우에는 상부 구조물 부분 또는 기둥 부분이 손상될 위험이 존재한다는 것이다. 이와 같은 위험은 기둥 부분이 환자의 턱으로부터 이탈될 수밖에 없는 상황을 야기한다.

비틀림 각(ω)에 따른 리프팅 높이(ΔH)를 산출하기 위해서 일반식을 추론하는 경우에는 다음의 일반식들이 토대가 된다.

타원의 선형 편심율(도 3)은 다음의 식에 의해서 규정된다:

상기 선형 편심율로부터는 다음의 일반식에 의해서 수치적인 편심율(ε)이 산출될 수 있다:

가변적인 반경(Δr_(φ))을 산출하기 위하여 각도 φ(도 3)가 도입되고, 이 각도의 값은 라디안 치수(radian measure)에 입력된다. φ[°]을 φ[라디안 치수]로 환산하는 작업은 다음의 일반식에 의해서 이루어진다:

타원 방정식(Δr_(φ))(극좌표)은 다음의 방정식에 의해서 제공된다:

상부 구조물 부분에 일체로 형성된, 본 실시 예에서는 타원형 및 원추형의 콘택 핀이 마찬가지로 타원형의, 원추형의 그리고 구조상 상기 콘택 핀에 매칭되고 기둥 부분 안에 있는 성형 리세스 안으로 삽입되면, 콘택 핀의 주 방향 그리고 성형 리세스의 주 방향이 평행하고 (그에 따라 콘택 핀의 부 방향도 성형 리세스의 부 방향에 대하여 평행하며) 콘택 핀의 축 및 성형 리세스의 축이 상호 축 방향으로 정렬된 경우에는 단지 형상 결합 그리고 타원형 및 원추형 표면의 평탄한 접촉만이 이루어진다. 이 경우에는 콘택 핀이 성형 리세스 안으로 가장 깊이 삽입될 수 있고, 두 개의 부재 간에 평탄한 접촉이 성취될 수 있다. 축 방향 정렬이 유지되지만 콘택 핀의 주 방향 및 부 방향이 성형 리세스의 주 방향 및 부 방향에 대하여 상호 비틀리게 되면 각도 Ω(도 41 참조)가 나타난다. 콘택 핀과 성형 리세스의 원뿔 각도가 정확히 동일한 경우에 콘택 핀과 성형 리세스 사이에서는 두 가지 선형 접촉이 생성된다. 제조에 기인하여 작은 원뿔 각도 차가 나타나면, 두 개의 접촉점 또는 하나의 접촉점 및 하나의 접촉 라인이 생성된다. 하지만, Ω가 0인 경우와 마찬가지로 Ω ≠ 0인 경우에도 콘택 핀은 성형 리세스 안으로 더 이상 깊이 삽입되지 않는다. Ω = 0인 경우의 최대 삽입 깊이와 Ω ≠ 0이거나 또는 Ω > 0이고 Ω ≤ 90°인 경우의 실제 삽입 깊이 간의 편차는 리프팅 높이(ΔH)를 나타낸다. 비틀림 각 Ω = 90°인 하나의 타원에서는 최대 리프팅 높이(ΔH)가 나타난다.

두 가지 이상의 주 방향 및 부 방향을 갖는 다른 구조에서 주 방향과 부 방향의 개수가 동일하고 이 방향들이 상호 동일한 각도로 서있는 경우에

인 경우에는 최대 리프팅 높이(ΔH)가 나타나며, 이 경우 λ = 주 방향의 개수 또는 부 방향의 개수이다.

도 41에서 분명하게 알 수 있는 사실은, 타원형 구조에서는 콘택 핀의 주 방향과 성형 리세스의 주 방향들 간의 비틀림 각(Ω)이 성형 리세스의 주 방향과 콘택 핀 및 기둥 부분의 접촉점 간의 접촉 각(ω)과 동일한 각이 아니라는 것이다. 비틀림 각 Ω = 90°인 경우에만 ω에 대해서도 90°의 각이 나타난다.

접촉 각(ω)에 의존하는 리프팅 높이(ΔH)는 다음과 같이 산출될 수 있다.

ω[°]를 ω[라디안 치수]로 환산하는 과정은 다음 일반식에 의해서 이루어진다:

리프팅 높이(ΔH)를 위해서는 콘택 핀과 성형 리세스 사이의 접촉 장소에서 나타나는 반경(Δr_(ω))과 R 간의 편차가 결정적이다. 이와 같은 반경 편차(ψ)는 다음의 일반식으로 기술된다.

상기 반경 편차(ψ) 그리고 콘택 핀 또는 성형 리세스의 원뿔 각도(β)에 의해서는(도 4 참조) 다음의 일반식에 따라 리프팅 높이(ΔH)가 산출될 수 있다.

아래의 다이어그램에는 접촉 각 ω = (0°- 90°) 및 파라미터 Do = 3.1mm, do = 2.8mm 그리고 원뿔 각도(β) = 6°에 의존하는 리프팅 높이(ΔH)의 파형이 도시되어 있다.

<일체로 형성된 콘택 핀의 축만큼 회전식 접촉 각 편차가 발생할 때에 기둥 부분 안에서 타원형으로 적응된 성형 리세스 안에 일체형으로 형성된 타원형 콘택 핀을 구비한 상부 구조물 부분의 리프팅 높이(ΔH)>

볼록형 주형의 형태로 그리고 그에 상응하게 기둥 부분 안에 형성된 성형 리세스의 형태로 상부 구조물 부분에 일체로 형성된 난형의 그리고 원추형의 콘택 핀의 형태로 형성된, 기둥 부분과 상부 구조물 부분 사이의 짧은 접촉 장소의 조합에 의해서는 임상 적용을 위해서 결정적인 추가의 장점들이 나타난다. 이와 같은 형태로 형성된 결합은 밀봉된 커플링 장소, 높은 회전 강도 그리고 축 방향의 그리고 축을 벗어나는 파워, 모멘트 그리고 매우 짧은 전체 높이에서의 휨 모멘트에 대한 높은 강도를 통합시키며, 이 경우에는 원추형 기울기 이외에 기둥 부분과 상부 구조물 부분 사이에 있는 공통된 접촉 장소의 길이에 걸쳐서 형태 또는 외부 형상이 변경되지 않는다.

특별히 성형의 경우에는 종래의 원뿔 결합에 비해 결정적인 장점이 나타난다. 통상적인 원뿔 결합은 기둥 부분의 상부 영역으로부터 출발해서 우선 밀봉을 위하여, 축 방향의 그리고 축을 벗어나는 방향의 파워를 전달하기 위하여 그리고 기둥 부분 축을 중심으로 모멘트를 저지하기 위하여 원추형 영역을 첨두 쪽으로 이동시켰다. 그 아래에는 종종 추가로 회전 저지 장치가 설치되는데, 이 회전 저지 장치는 추가로 기둥 부분의 회전식 정렬을 전달하기 위한 인덱싱으로서 이용된다. 이와 같은 기둥 부분에서 회전식 정렬을 포함한 성형이 실시되어야만 한다면, 반드시 기둥 부분 내부의 매우 깊은 장소에서 회전식 정렬을 검출할 필요가 있다. 이와 같은 상황은 기둥 부분들이 환자 입 안에서 서로 심하게 구부러진 경우에는 성형을 어렵게 한다. 한 가지 성형 기술에서는 성형 재료를 포함한 프레싱 기둥이 제거된다. 성형 기둥이 기둥 부분 안으로 더 짧게 삽입될수록 성형 기둥을 포함한 프레싱 제거 과정은 그만큼 더 간단해진다. 그로부터 인덱싱을 포함한 원추형 밀봉면의 형상에서 나타나는 장점은, 성형 기둥이 2mm 미만의 깊이로, 바람직하게는 1.5mm 미만의 깊이로 그리고 특히 유리한 변형 예에서는 1mm 미만의 깊이로 기둥 부분 안으로 삽입되면 된다는 것이다.

기둥 부분에 대한 상부 구조물 부분의 회전식 정렬을 개선하기 위해서는 접촉 장소의 표면 특성을 변형시키는 것이 중요하다. 이 경우에는 미끄럼 마찰의 감소가 매우 중요하다. 적어도 하나의, 유리한 경우에는 두 개의 그리고 최적의 조건에서는 3개의 모든 다음의 면들을 변형시키는 것이 바람직하다. 기둥 부분과 상부 구조물 부분 사이의 접촉면은 기둥 부분 측에서 그리고 상부 구조물 부분 측에서 상부 구조물 부분 안에 있는 결합 나사의 시트(seat)를 형성한다. 다음의 방법들은 긍정적인 효과를 보여준다. 폴리싱, 양극화, 양극화 타입 Ⅱ, 티탄 질화물 코팅, 단결정 및/또는 다결정 탄소 또는 다이아몬드를 이용한 코팅.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 치아 임플란트

2: 기둥 부분

4: 상부 구조물 부분

6: 나선

8: 콘택 핀

10: 성형 리세스

12: 결합 나사

14: 외부 나선

16: 내부 나선

18: 나사 헤드

20, 22: 화살표

D: 최대 직경

d: 최소 직경

h: 상부 구조물 부분에서의 콘택 핀의 원뿔 길이

ΔH: 기둥 부분에서 각도 ω만큼 비틀림으로써 나타나는 상부 구조물 부분의 리프팅 높이

D: 최대 직경

d: 최소 직경

Da: 최대 첨두 직경

da: 최소 첨두 직경

Do: 최대 교합 직경

do: 최소 교합 직경

R: 최대 반경

r: 최소 반경

Δr: (예컨대 하나의 타원에서의) 가변적인 반경 및 각도 φ의 의존성

HR : 주 방향

NR: 부 방향

HR-1 - HR-6: 주 방향 1 내지 주 방향 6

NR-1 - NR-6: 부 방향 1 내지 부 방향 6

θ: 주 방향과 부 방향 사이의 각도

θ1 - θ3: 주 방향과 부 방향 1-3 사이의 각도

HRL: 주 방향 길이

NRL: 부 방향 길이

HRL-1 - HRL-2: 주 방향 길이 1 및 주 방향 길이 6

NRL-1 - NRL-2: 부 방향 길이 1 및 부 방향 길이 6

φ: 주 방향 또는 부 방향과 예컨대 한 타원에서의 가변적인 반경(r) 사이의 각도

ω: 상부 구조물 부분과 기둥 부분 사이의 회전 변위 각도

β: 상부 구조물 부분에 일체로 형성된 콘택 핀의 원뿔 각도 또는 기둥 부분 안으로 삽입된 성형 리세스의 원뿔 각도

Ω: 타원형 및 원추형 콘택 핀의 주 방향과 성형 리세스의 타원형 및 원추형 주 방향 사이의 비틀림 각도

ω: 콘택 핀과 성형 리세스 사이의 비틀림 각도(Ω)에서 나타나는 성형 리세스와 콘택의 하나의 주 방향 사이의 각도

SKSAT: 한 상부 구조물 부분의 타원형 콘택 핀의 절단 구조

SFAPT: 기둥 부분 안에 있는 타원형 성형 리세스의 절단 구조

KP: 접촉점

HR-AT: 상부 구조물 부분의 주 방향

HR-PT: 기둥 부분의 주 방향

KS-AT: 상부 구조물 부분의 콘택 핀

PT-G: 외부 나선이 없는 기둥 부분

X: X-축

Y: Y-축

F₁ - F₂: 고정 점 1 및 2

P_{(x, y)}: x 및 y 좌표에 의해서 형성되는 점/점들

S₁ - S₂: F₁과 P_{(x, y)}사이의 거리 또는 F₂와 P_{(x, y)}사이의 거리

Claims

악골 안으로 삽입될 수 있는 기둥 부분(2) 그리고 상기 기둥 부분에 할당되어 있고 의치가 설치될 수 있는 상부 구조물 부분(4)을 구비한 치아 임플란트(1)로서,
상기 상부 구조물 부분(4)은 일체로 형성된 콘택 핀(8)을 갖고, 상기 콘택 핀은 기둥 부분(2) 안에 있는 해당 성형 리세스(10) 안에 형상 결합 방식으로 삽입될 수 있으며,
상기 상부 구조물 부분(4)에 일체로 형성된 콘택 핀(8)의 횡단면 그리고 상기 콘택 핀에 할당되어 있는 성형 리세스(10)의 횡단면은 각각 복수의 주(主) 방향을 갖고, 이 주 방향에서는 반경이 각각 상대적인 최댓값을 취하며,
상기 횡단면의 외부 윤곽은 이 외부 윤곽이 각각의 점에서 단 하나의 접선을 갖도록 선택되며,
상기 상부 구조물 부분(4)의 콘택 핀(8)뿐만 아니라 기둥 부분(2) 안에 있는 성형 리세스(10)도 원추형으로 구현된,
치아 임플란트.
제 1 항에 있어서,
상기 횡단면의 외부 윤곽은 이 외부 윤곽이 각각의 임의의 직선에 의하여 최대 두 개의 점에서 교차하도록 선택되는,
치아 임플란트.
제 1 항에 있어서,
상기 횡단면의 외부 윤곽은 이 외부 윤곽이 각각 두 개의 주 방향 사이에 있는 영역들에서는 난형 세그먼트에 상응하도록 선택되는,
치아 임플란트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상부 구조물 부분(4)에 일체로 형성된 콘택 핀(8) 그리고 상기 콘택 핀에 할당되어 있고 기둥 부분(2) 안에 있는 상기 성형 리세스(10)가 각각 난형(oval) 또는 3중 난형(tri-oval)의 횡단면을 갖는,
치아 임플란트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 상부 구조물 부분(4)에 일체로 형성된 콘택 핀(8) 그리고 상기 콘택 핀에 할당되어 있고 기둥 부분(2) 안에 있는 상기 성형 리세스(10)가 각각 타원형(elliptical)의 횡단면을 갖는,
치아 임플란트.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 상부 구조물 부분(4)에 일체로 형성된 콘택 핀(8)의 횡단면 그리고 상기 콘택 핀에 할당된 성형 리세스(10)의 횡단면은 각각 최대 직경(D)을 갖는 주 방향 및 최소 직경(d)을 갖는 부 방향을 가지며, 이때 횡단면의 윤곽은 각각 최소 직경(d) 대 최대 직경(D)의 비율이 적어도 0.7 그리고 최대 0.94, 바람직하게는 적어도 0.8 그리고 최대 0.87이 되도록 선택되는,
치아 임플란트.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
콘택 핀(8) 및/또는 성형 리세스(10)의 원뿔 각도는 1° 내지 15°, 바람직하게는 5° 내지 10°, 특히 바람직하게는 대략 6°인,
치아 임플란트.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상부 구조물 부분(4)은 결합 나사(12)를 통해 기둥 부분(2)에 장착되는,
치아 임플란트.