KR20120000235A - 향상된 생체적합성을 갖는 임플란트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임플란트 구조물과 치조골 사이의 결합력 및 안정성이 향상될 수 있는 구조를 갖춘, 생체적합성이 향상된 임플란트에 관한 것이다. 본 발명에 의할 경우 세포활성화 유도홀의 존재로 인해 식립된 임플란트와 치조골 사이의 골융합이 촉진되고, 또한 본 발명의 구조적 형태로 인해 픽스쳐와 치조골 사이의 응력불균형을 해소하여 골흡수 등의 문제를 경감시킴으써 임플란트와 골조직간의 안정성과 결합력을 강화시키는 장점이 있다. 또한 전체적인 재질을 세라믹 소재로 함으로써 골전도나 골형성에 도움을 준다. 따라서 결과적으로 생체적합성이 뛰어난 임플란트를 제공한다.

Description

향상된 생체적합성을 갖는 임플란트{Dental Implant with Improved Biocompatibility}

본 발명은 임플란트 구조물과 치조골 사이의 결합력 및 안정성이 향상될 수 있는 구조를 갖춘, 생체적합성이 향상된 임플란트에 관한 것이다.

임플란트는 구강의 내부에서 상실된 치아를 대신할 수 있도록 한, 자연 치아의 인공 대체물이다. 일반적으로 임플란트는 하축이 일축을 중심으로 회전하면서 치조골에 매립되어 결합될 수 있는 픽스쳐(fixture; 임플란트 뿌리; 임플란트 치근), 상기 치조골을 덮는 잇몸에 매립될 수 있으며 보철물이 씌워질 수 있는 어버트먼트(abutment; 중간 기둥)와, 어버트먼트 위로 씌워지는 보철물로 이루어진다. 픽스쳐와 어버트먼트가 별개로 제작된 후에 각각 체결수단에 의해 결합되기 때문에 소정시간이 지나 그 결합이 약해지거나 그 사이로 이물질이 들어가는 문제점 등이 발생될 수 있어, 최근에는 픽스쳐와 어버트먼트를 일체로 구성한 일체형 임플란트도 개발되어 취급 및 시술이 간편화되기도 하였다. 기존 분리형 임플란트의 경우 임플란트의 픽스쳐가 치조골(뼈)에 튼튼하게 붙는데 3 내지 6개월 그리고 어버트먼트를 연결한 후 잇몸이 형태가 만들어지는 2 내지 3 주일이라는 긴 기간이 필요하지만 일체형 임플란트는 픽스쳐와 어버트먼트가 하나로 붙어 있어 부러질 염려가 없을 뿐만 아니라, 1, 2차로 나눠 시술하던 치료를 한 번에 할 수 있어 시술 기간이 짧아지게 되고, 픽스쳐와 어버트먼트 사이에 발생할 수 있는 세균의 문제도 해결되는 장점이 있다.

그러나, 치조골의 양이 불충분하고 골밀도가 높지 않거나, 잇몸 염증이 심한 경우 등은 일체형 임플란트의 시술이 쉽지만은 않으며, 픽스쳐와 치조골의 결합력과 안정성이 보장되지 않는다면, 더욱 일체형 임플란트를 사용하기 어렵게 된다.

한편, 일반적으로 치아 임플란트는 장시간에 걸쳐 치아들의 높은 맞물리는 힘에 노출된다. 그 결과 대부분의 임플란트들은 과도한 응력을 치조골로 전달하므로 그 힘을 수용하기 위해서는 임플란트 지지부(픽스쳐 부분)와 치조골의 강한 결합을 요한다. 이러한 요구는 임플란트의 시술에 있어서도 마찬가지이다. 외면에 나사산이 형성되어 있는 스크류 형식의 픽스쳐는 회전에 의해 식립되는데, 식립된 주위의 골조직의 양이 줄어들면서 퇴화하는 현상(골흡수)이 발생되기도 한다. 이러한 골흡수 현상은 픽스쳐의 고정력을 약화시키고, 나아가 잇몸조직에 염증을 발생시키는 치석을 침착시키거나 픽스쳐의 노출단부를 따라 잇몸 조직을 하향시키기도 한다. 골흡수 현상의 원인은 완전히 규명되지는 않았으나, 픽스쳐가 골조직에 작용하는 응력의 집중과 불균형이 한 원인으로 지적되고 있다.

따라서, 결합력과 안정성을 보장하기 위해서 픽스쳐의 고정력과 응력균형, 보다 나은 픽스쳐와의 형태적, 생리적 골유착(osseointegration)이 이루어져야 한다.

또한, 치과에서 시술되는 기존의 스크류 임플란트는 금속인 티타늄으로 이루어져 있다. 하지만 티타늄은 그 특성상 인체의 뼈와 친화성이 없어서 영구적이지 못하며 뼈와 결합력이 떨어져 잦은 트러블을 일으키며 이로 인하여 재수술 등으로 인한 시간 및 경제적 피해가 크고 시술받는 환자의 고통은 삶의 질을 저하시킬 수 밖에 없다.

상기한 종래 기술의 문제점에 대응하여, 본 발명은 임플란트와 치조골의 결합을 강화하는 수단을 제시하며, 치조골과 임플란트 사이에 세포활성화를 통한 착상의 최적화를 제공할 수단을 제시함을 그 목적으로 한다.

나아가, 그 소재를 티타늄이 아닌 생체 세라믹 기반의 소재로 구성하여 인체에 무해한 생체적합성을 가진 임플란트를 제시함을 그 목적으로 한다.

이를 위해 본 발명은 일축을 중심으로 회전하면서 치조골에 식립될 수 있는 픽스쳐와 보철물을 씌울 수 있는 공간을 제공하는 어버트먼트를 포함하는 임플란트에 있어서, 상기 픽스쳐는 원통형의 지지부와 지지부상의 외주면을 따라 사선방향으로 마련된 나사산을 구비하되, 상기 지지부의 둘레부분에는 세포활성화 유도홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 임플란트이다.

그리고, 상기 지지부의 하단은 소정의 곡률반경을 가지는 반구형의 형상의 하단 팁부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 나사산은 이중으로 형성되어 나사산 자체의 중간부분에 나사골을 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 어버트먼트는 픽스쳐를 연결하면서 잇몸과 접촉하게 되는 부분인 연결부와 보철물을 결속시키는 고정부로 이루어져 있되, 상기 고정부에는 고정부의 외주연을 따라 다단의 원반형으로 이루어진 치아체결부를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 다단의 치아체결부는 상단으로 갈수록 그 직경이 작아지는 형태의 다단 구성인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 치아체결부에는 치아체결부의 일단이 절단면을 구비함으로써 형성되는 시술용 조임키부를 갖출 수 있다.

또한, 상기 픽스쳐와 상기 어버트먼트 부분은 일체로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 임플란트의 재질은 전제적으로 생체와 친화성을 갖는 생체 세라믹 소재인 것이 바람직하다.

본 발명에 의할 경우 세포활성화 유도홀의 존재로 인해 식립된 임플란트와 치조골 사이의 골융합이 촉진되고, 또한 본 발명의 구조적 형태로 인해 픽스쳐와 치조골 사이의 응력불균형을 해소하여 골흡수 등의 문제를 경감시킴으써 임플란트와 골조직간의 안정성과 결합력을 강화시키는 장점이 있다. 또한 전체적인 재질을 생체 세라믹 소재로 함으로써 골전도나 골형성에 도움을 준다. 따라서 결과적으로 생체적합성이 뛰어난 임플란트를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트의 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트의 측면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트의 하단팁부 상세도
도 4는 본 발명의 일실시예의 지지부의 확대도

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 고안의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트의 사시도이다. 임플란트란, 크라운과 같은 보철물, 어버트먼트, 및 픽스쳐를 함께 일컫는 용어이나, 본 발명에서는 보철물을 제외한 픽스쳐와 어버트먼트 부분을 간단히 임플란트라 칭하겠다. 본 발명의 임플란트는 픽스쳐(A)부분과 어버트먼트(B)부분으로 이루어져 있다. 픽스쳐(A)부분은 일측을 중심으로 회전하면서 치조골에 매립되는 부분으로 원통형의 지지부(100), 지지부(100)상의 외주면을 따라 사선방향으로 마련된 나사산(100)과, 지지부의 둘레부분에 형성된 세포활성화 유도홀(120)을 다수 구비하고 있다. 어버트먼트(B)부분은 크라운과 같은 보철물이 씌워질 수 있도록 구성된 부분으로, 픽스쳐를 연결하면서 잇몸과 접촉하게 되는 부분인 연결부(210), 보철물을 결속시키는 고정부(220)로 되어 있으며, 고정부(220)에는 치아체결부(230)와 시술용 조임키부(240)가 형성되어 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 임플란트의 측면도로서 그 구조를 더욱 확실히 알 수 있도록 도와준다. 픽스쳐 부분과 어버트먼트 부분은 일체형으로 구성되는 것이 바람직하다. 원통형의 지지부(100)는 그 내부가 관통되는 형태가 바람직하다. 원통형의 지지부(100)의 오른쪽 끝부분(실제로는 임플란트의 하단부)은 단순한 원통형이 아니라, 소정의 곡률반경을 가지는 반구형의 형상의 하단 팁부(130)을 구비하고 있다(도 3참조). 하단 팁부(130)의 형상은 종래의 테이퍼형이 아니라 반구형의 형상을 가짐으로써 치조골의 하단부에 보다 안정적으로 정착할 수 있는 구조를 가진다. 하단 팁부(130)의 세포활성화 유도홀은 그 형상에 따라 경사지게 형성하는 것이 바람직하다. 픽스쳐의 식립은 드릴을 이용하여 치조골에 소정의 깊이로 평행한 삽입홀을 형성한 후에 삽입홀에 외면에 나사산이 형성된 픽스쳐를 식립하게 된다. 픽스쳐가 치조골에 작용하는 응력에 있어 응력집중으로 인한 과자극 또는 저자극 모두가 골흡수를 촉진시키는 것으로 인식되고 있으며, 픽스쳐의 하단부의 경우 응력균형이 중요한 부분이어서 본 발명과 같은 반구형의 형상을 가지는 경우, 픽스쳐 전체에 대한 응력의 불균형으로 인해 발생하는 전체적 응력집중의 문제에 효과적이다.

연결부(210)는 잇몸과 접촉되는 부분으로서 테이퍼진 형태의 원기둥으로 이루어지되 그 높이는 잇몸에 덮힐 수 있는 높이를 가지는 것이 좋다. 상기 연결부(210)의 윗쪽으로는 고정부(220)가 형성되는데, 고정부(220)는 지지부(100)보다 작은 직경의 원통형이 바람직하다. 고정부(220)에는 그 외주연을 따라 원반형으로 다단으로 구성되는 치아체결부(230)를 갖는데, 치아체결부(230)는 그 하단으로 갈수록 점차 직경이 커지는 형태의 다단의 치아체결부(230)를 갖는 것이 바람직하다. 상기 치아체결부(230)의 일단은 절단면을 구비함으로써 구성되는 시술용조임키부(240)을 가진다.

도 4는 본 발명의 일실시예의 지지부(100)의 확대도이다. 지지부(100)는 치조골에 식립되는 부분으로써, 이 부분에 세포활성화 유도홀(120)을 갖는다는 것은 매우 중요하다. 픽스쳐가 치조골에 식립된 후, 치조골과 식립된 픽스쳐 표면과의 형태적, 생리적, 직접적 결합인 골유착(osseointegration)이 이루어져야 한다. 픽스쳐의 표면에 신생골이 침착되면서 자라 들어올 수 있고, 따라서 골유도 능력을 가진 재료들을 선택하는 것과 이를 유도하는 구조를 갖는 것이 필요하다. 식립재부분에 살아 남아있는 조골세포(osteoblast)와 전조골세포(preosteoblast)가 주위에서 직접 골형성을 일으킬 수 있는 능력을 가짐으로써 신생골이 형성되는 과정을 골형성(osteogenesis)이라 한다. 골형성을 증가시키기 위해서는 크게 조골부위에의 혈류 확보, 조골부위의 응력(tension)경감, 수술 후 감염방지의 요소들이 필요한데, 조직이 치유하는 과정에서 충분한 혈류가 있어야 한다. 내부로 혈관이 증식되어 들어올 수 있는 매개체의 역할과 식립재 주위 숙주의 분화된 간엽세포들이 조연골세포, 조골세포를 제공하고 식립된 물질을 기질로 하여 골을 형성하는 것을 골전도(osteoconduction)라고 하며, 식립된 후에 식립재의 흡수와 신생골의 침착이 반복적으로 나타나 새로운 골을 형성하게 된다. 본 발명에서의 세포활성화 유도홀(120)은 골형성과 골전도에 매우 유리한 역할을 한다. 식립재 내의 다공성 구조 속으로 섬유 혈관성 조직이 성장하기 시작하여 여기에서 나중에 새로운 골조직이 발생하게 된다. 골전도는 주위 골로부터 침착(apposition)에 의해 골 성장이 일어나기 때문에 충분한 혈류가 있어야 한다. 그리고 식립재료가 독성이 없고 생체적합성이 뛰어나야 이러한 골형성 내지는 골전도에 유리하므로 본 발명에서는 종래의 티타늄 내지는 그 합금이 아닌 세라믹 소재를 사용하는 것이 바람직하다. 세포활성화 유도홀(120)은 0.2 mm 의 직경을 갖는 것이 바람하다.

또한 본 발명에서는 지지부(100)의 외주연을 따라 사선방향으로 형성되어 있는 나사산(110)의 구조를 개선하였다. 앞에서 언급하였듯이 픽스쳐와 치조골간의 골융합이 촉진되기 위해서는 응력분포를 균등하게 할 필요가 있다. 골흡수의 문제를 유발하는 응력집중은 개개의 나사산에 대한 부분적인 응력집증도 한 원인이다. 나사산의 마루와 같이 뾰족한 부분에 응력이 집중되므로 이러한 응력집중은 개개의 나사산에 인접한 골조직의 골흡수를 유발할 수 있고 이는 전체적인 안정성과 결합력을 떨어뜨리게 된다. 따라서 본 발명에서는 나사산(110) 2중의 산으로 형성하여 고정의 견고성의 향상은 물론 과도한 응력집중을 방지하였다. 본 발명의 나사산은 2중으로 형성되어 나사산(110)자체의 중간부분에 나사골(115)을 형성하고 있다.

A : 픽스쳐 B : 어버트먼트
100: 지지부 110 : 나사산
115 : 나사골 120: 세포활성화 유도홀
130 : 하단 팁부 210 : 연결부
220 : 고정부 230 : 치아체결부
240 : 시술용 조임키부

Claims (8)

1. 일축을 중심으로 회전하면서 치조골에 식립되는 될 수 있는 픽스쳐와 보철물을 씌울 수 있는 공간을 제공하는 어버트먼트를 포함하는 임플란트에 있어서,
   상기 픽스쳐는 원통형의 지지부와 지지부상의 외주면을 따라 사선방향으로 마련된 나사산을 구비하되, 상기 지지부의 둘레부분에는 세포활성화 유도홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 지지부의 하단은 소정의 곡률반경을 가지는 반구형의 형상의 하단 팁부를 구비하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 나사산은 이중으로 형성되어 나사산 자체의 중간부분에 나사골을 형성하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 어버트먼트는 픽스쳐를 연결하면서 잇몸과 접촉하게 되는 부분인 연결부와 보철물을 결속시키는 고정부로 이루어져 있되, 상기 고정부에는 고정부의 외주연을 따라 다단의 원반형으로 이루어진 치아체결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 다단의 치아체결부는 상단으로 갈수록 그 직경이 작아지는 형태의 다단 구성인 것을 특징으로 하는 임플란트.
6. 제 4항에 있어서,
   상기 치아체결부에는 치아체결부의 일단이 절단면을 구비함으로써 형성되는 시술용 조임키부를 갖는 것을 특징으로 하는 임플란트.
7. 제 1항 내지 제6항의 어느 한항에 있어서,
   상기 픽스쳐와 상기 어버트먼트 부분은 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
8. 제 1항 내지 제6항의 어느 한항에 있어서,
   상기 임플란트의 재질은 세라믹 소재인 것을 특징으로 하는 임플란트.

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