KR20120084685A - 치아 임플란트와 삽입기구의 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치아 임플란트와 환자의 뼈 내에 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입 기구의 결합구조에 관한 것이다. 치아 임플란트는 적어도 하나의 평면의 힘전달면을 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)의 형태로 구비하는 회전방지수단을 포함한다. 삽입 기구는 적어도 하나의 평면의 힘전달면을 구비하는 비원형 횡단면 형상을 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)의 형태로 갖는 회전방지수단을 구비한다. 상기 회전방지수단 중 하나는 오목한 부분(6)을 형성하고, 상기 회전방지수단 중 나머지 하나는 회전축을 가지며 오목한 부분(6)의 회전축 방향으로 수용되도록 설계된 볼트(10)를 형성하며, 상기에서 적어도 하나의 회전방지면 및 적어도 하나의 토크전달면은 협력하여 파트 사이에 토크를 전달할 수 있다. 본 발명은 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)이, 볼트(10)가 오목한 부분(6) 내로 수용되는 동안 상기 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 상기 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)은, 상기 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 상기 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)이 거의 접촉하지 않거나 비접촉하는 제1 토크비전달위치와, 상기 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 상기 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)이 서로에 대해 최대로 접촉하는 제2 토크전달위치 사이에서 서로에 대해 회전할 수 있는 방식으로 정렬되고, 상기에서 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″) 사이의 각도는 제1 위치에서보다 제2 위치에서 작은 것을 특징으로 한다.

Description

치아 임플란트와 삽입기구의 결합구조{Assembly of a dental implant and an insertion tool}

본 발명은 치아 임플란트 및 치아 임플란트를 환자의 뼈에 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조에 관한 것이다.

치아 임플란트는 개별적 치아를 대체하거나 또는 조금 더 복잡한 구조물을 고정하기 위하여 사용되며, 이는 일반적으로 몇 개의 또는 전체 치아를 대체하기도 한다. 많은 치아 임플란트는 원래 임플란트 본체에 외부 나사를 사용하여 환자의 뼈 내로 고정된다. 이는 골유착 과정 동안 임플란트에 주요한 안정성을 제공한다.

일반적으로, 삽입기구는 (또는 전달 부품(transfer piece)은) 준비된 임플란트 부위로 임플란트를 나사 고정하는데 사용된다. 상기 기구는 임플란트와 맞물려서 상기 기구에서 임플란트로 토크를 전달하게 된다. 토크는 원뿔형 보충 테이퍼 등을 사용하여 상기 수단과 임플란트 간의 마찰 접합부(friction fit)를 통해 전달될 수 있다.

그러나 많은 임플란트 시스템에서 주요한 토크 전달은 두 구성요소 사이의 기하학적 접합부를 통하여 일어난다.

그러한 시스템에서, 임플란트는 내부 또는 외부 회전방지수단 중 어느 하나를 구비한다. 이것은 비원형 형상, 예를 들어 다각형을 가지며, 임플란트의 세로축에 이격 배치된 다수의 평평한 측면을 제공한다. 평평한 이 측면들을 이하‘회전방지면’이라 한다.

협력하는 삽입기구는 원위말단에서 임플란트의 회전방지면들과 매치되는 하나 이상의 평면(이하 토크전달면이라 한다)을 갖는 보충적 회전방지수단을 구비한다. 상기 기구가 임플란트의 회전방지수단 내로 또는 위쪽으로 삽입될 때, 그들의 표면은 토크를 임플란트 내로 전달시킬 수 있는 회전 방지 방식으로 정렬된다. 삽입기구의 근위말단은 구동수단, 예를 들어 래칫(ratchet), 치과 핸드 피스에 직접 또는 간접 연결을 위한, 또는 수동 회전을 위한 형태를 이룬다.

임플란트의 회전방지수단이 오목한 부분이나 또는 볼트에 의해 형성되는지 여부에 따라 삽입기구의 원위말단이 각각 볼트 또는 오목한 부분에 의해 형성된다. 각각의 경우에 삽입기구의 원위말단이 토크 전달을 위하여 연결될 때 임플란트의 회전방지면과 나란하도록 배치되거나 크기를 가진다.

많은 시스템에서 임플란트 및 삽입기구의 회전방지수단들의 횡단면 형상이 동일하다. 예를 들어, 삽입기구의 원위말단은 동일한 사각 단면을 갖는 임플란트 보어(bore)와 협력하는 사각 단면을 갖는다. 다른 임플란트 시스템은 육각형 또는 팔각형 등으로 이루어지는 회전방지수단을 구비한다.

임플란트 및 삽입기구의 횡단면 형상은, 양쪽 구성요소의 회전방지수단이 매치되는 회전방지면과 토크전달면을 구비하는 한, 동일하지 않다는 것 또한 잘 알려져 있고, 예를 들어 육각형 삽입기구는 육각형 면들 중 세 면이 보어의 삼각형 면과 정렬되는 토크전달방식으로 삼각형 임플란트 보어 내로 삽입될 수 있다. 따라서 임플란트 및 삽입기구의 전체적인 횡단면 형상이 다를 수는 있지만, 임플란트에 삽입기구가 부착되기 위해서는 토크전달면이 회전방지면에 정렬될 정도로 각 회전방지수단이 나머지 회전방지수단에 매치되도록 설계된다.

그러나 어떤 시스템에서도 제조 오차(manufacturing tolerance)가 생기는 것은 임플란트와 삽입기구간의 정확한 접합(fit)이 가능하지 않다는 것을 의미한다. 예를 들어, 삽입기구의 회전방지수단이 볼트에 의해 형성되면, 이들 구성요소가 서로 접합 가능함을 보장하기 위하여 임플란트의 오목한 부분의 크기보다 조금 작도록 제조되어야 한다. 대체적으로는, 임플란트가 볼트를 구비하면, 이는 삽입기구의 오목한 부분 내에 항상 잘 맞는 크기가 되도록 해야 한다. 따라서 실제로는 두 파트 간에 항상 약간의 틈(play)이 있다. 이 결과 삽입 기구가 임플란트 내부에서(또는 삽입기구 내에서 임플란트가) 조금 회전할 수 있으므로, 회전방지면과 토크전달면 사이에 표면 대 표면(face - to - face) 간의 접촉 대신에, 가장자리 대 표면(edge - to - face) 간의 접촉이 있게 된다.

이는 적용된 힘을 작은 영역에 집중하여 임플란트와 삽입기구 모두의 국소적 변형을 가져올 수 있다.

그 결과, 삽입기구가 임플란트 안쪽 또는 이를 넘어서 꽉 쪼여서(jammed) 제거하기 어려울 수도 있다. 또한, 임플란트의 회전방지수단은 추후에 임플란트에 대해 어버트먼트(abutment) 또는 보철을 회전하여 고정하는데 사용되므로, 임플란트의 회전방지수단이 변형되면 임플란트와 어버트먼트 간의 회전 동작이 증가하게 된다.

본 발명은 치아 임플란트를 환자의 뼈에 안전하고 효율적인 방식으로 삽입할 수 있는 시스템을 제공하는 데 있다. 특히, 회전방지수단의 변형 위험, 더 특별하게는 임플란트에 연결된 삽입기구의 재밍(jamming)이 감소되어야 한다.

상기 목적은 청구항 1에 의한 결합구조에 의하여 달성된다. 본 발명의 바람직한 구현예는 종속항에서 정의된다.

본 발명은 치아 임플란트 및 치아 임플란트를 환자의 뼈에 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조를 제공한다.

상기 임플란트는 적어도 하나의 평면의 힘전달면을 회전방지면의 형태로 구비하는 비원형 횡단면 형상을 갖는 회전방지수단을 구비한다.

상기 삽입기구는 적어도 하나의 힘전달면을 토크전달면의 형태로 구비하는 비원형 횡단면 형상을 갖는 회전방지수단을 구비한다.

회전방지수단 중 하나는 세로축을 따라 확장되는 오목한 부분을 형성하고, 다른 하나는 회전축을 갖고 상기 오목한 부분에 회전축 방향으로 수용되도록 설계된 볼트를 형성하여, 적어도 하나의 회전방지면 및 적어도 하나의 토크전달면이 협력하여 파트 간에 토크를 전달할 수 있다.

본 발명의 결합구조는 볼트가 오목한 부분에 수용되는 동안 상기 회전방지면과 상기 토크전달면이 거의 접촉하지 않거나 비접촉하는 제1 토크비전달위치와, 상기 회전방지면과 상기 토크전달면이 서로 최대로 접촉하는 제2 토크전달위치 사이에서 서로에 대하여 회전할 수 있도록 회전방지면과 토크전달면이 배치되며, 상기에서 회전방지면과 토크전달면 사이의 각도는 제1 위치보다는 제2 위치에서 작은 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면 삽입기구는 제1 토크비전달위치에 있을 때 회전방지면과 각도를 이루거나 상쇄되는, 적어도 하나의 토크전달면을 구비한다. 토크전달면과 회전방지면간의 각도는 지속적으로 감소되어, 최적의 경우 표면들이 서로 최대 접촉할 때 소멸된다. 최신식의 시스템과 대조적으로 본 발명에 의한 면들이 최대 접촉을 갖는 위치는 면들이 최소 각도의 오프셋(offset)을 가지는 위치와 일치하게 된다.

임플란트 및 삽입기구는 사용시 첫 번째로 볼트가 오목한 부분으로 삽입됨으로서 축 정렬이 이루어진다. 삽입되는 동안 파트 간의 마찰을 감소시키거나 제거하기 위하여 삽입기구의 토크전달면은 임플란트의 회전방지면에 대해 오프셋 위치에 있는 것이 바람직하다. 일단 볼트가 오목한 부분으로 삽입되면, 토크전달면이 회전방지면과 최대로 접촉하여 상기 기구에서 임플란트로 토크가 전달됨으로서 임플란트가 뼈 안으로 나사 고정되게 하기 위하여 삽입 기구가 임플란트에 대해 회전된다.

따라서 본 발명은 상기 기구와 임플란트의 결합 후, 각각의 회전방지면과 토크전달면이 나란하도록 하기 위해 시스템 안에 불가피하게 존재하는 회전 틈(rotational play)을 사용한다. 이것은 회전방지면과 토크전달면이 매치되는 외형(profile)을 갖지 않는 방식으로 임플란트 및 삽입 기구의 회전방지수단을 설계함으로서 가능하게 된다. 종래 시스템에서, 이 면들은 저항 한계 내에서 가능한 근접하게 서로에 매치되도록 설계된다. 그 결과 상기 면들은 파트들이 어떠한 상대적 회전을 하기에 앞서, 결과적으로는 면들 사이의 최대 접촉이 이루어지기 전에 가장 근접한 각도 배치를 이루게 된다. 대조적으로, 본 발명에서는 회전방지면과 토크전달면의 외형이 매치되지 않는다. 이런 식으로 구성요소 간의 회전 틈이 증가하나, 또한 회전으로 인해 표면들이 더 개선된 각도 배치를 할 수도 있다. 따라서 토크전달면과 회전방지면들간의 표면 대 표면의 접촉이 더 개선되며, 이는 또한 상기 두 면들 간에 힘의 분배를 개선시키고, 구성요소들의 변형 위험성을 감소시킨다.

임플란트 또는 삽입기구 양쪽 중 하나의 회전방지수단은 볼트 또는 오목한 부분을 형성할 수 있다. 따라서 몇몇 실시예에서 임플란트는 볼트 또는 보스(boss)의 형태로 임플란트의 관상말단으로부터 돌출된 회전방지수단을 구비한다. 이들 실시예에서 삽입기구는 볼트 위에 위치할 수 있는 오목한 부분을 구비한다. 회전방지면은 볼트의 외부에 형성되고, 토크전달면은 오목한 부분의 내부에 형성된다.

한편, 임플란트 회전방지수단은 임플란트의 관상말단의 오목한 부분에 형성될 수 있고, 삽입기구는 오목한 부분 내로 삽입되기 위해 그들의 원위말단에 볼트를 구비한다. 이 실시예에서 볼트의 외부 면은 하나 이상의 토크전달면을 구비하고, 오목한 부분의 내부는 하나 이상의 회전방지면을 구비한다.

본 발명은 임플란트가 적어도 2개의 마주보는(opposing) 회전면을 구비하고, 삽입기구는 적어도 2개의 마주보는 토크전달면을 구비하는 실시예에서 가장 효율적이다. 이는 구성요소의 축들에 대해 적용된 힘이 동등하게 분배될 수 있게 한다.

임플란트는 바람직하게는 2개 내지 6개, 보다 바람직하게는 3개 내지 4개, 가장 바람직하게는 4개의 회전방지면을 구비함으로서 매우 효율적이고 일정한 토크 전달도 가능하게 한다.

부가적으로 또는 대안적으로, 삽입기구는 2개 내지 6개, 보다 바람직하게는 3개 내지 4개, 가장 바람직하게는 4개의 분리된 토크전달면을 구비하는 것이 바람직하다.

일부 실시예에서 임플란트 및 삽입기구의 회전방지수단은 본 발명에 의해 제공되는 토크전달의 개선이 단일 회전 방향에서만 가능하도록 해준다. 회전 방향은 시계 방향 또는 반시계 방향 중 하나일 수 있다. 이러한 실시예에서, 임플란트는 삽입기구를 사용하여 뼈에 삽입될 수 있으나, 동일한 삽입기구를 사용하여 제거될 수는 없거나 적어도 쉽게 제거될 수 없다. 그러한 실시예에서, 회전방지면 및 토크전달면은, 면들이 미리 결정된 방향으로의 상대적 회전만이 최대 각도 배치가 가능하도록 배치된다. 반대 방향(opposing direction)으로의 회전은, 종래 기술에서 가능했던 것처럼, 비접촉하거나 또는 가장자리 대 표면 접촉만 가능하게 한다. 따라서 이 방향으로의 회전은 미리 결정된 회전 방향에서만큼 유리하게 힘을 분배시키지는 않는다.

그러나 바람직하게는 삽입기구는 토크를 시계 방향 및 반시계 방향의 양 방향으로 임플란트로 전달할 수 있다. 즉, 바람직하게는 회전방지수단 중 하나는 적어도 하나의 힘전달면을 구비하며, 다른 하나의 회전방지수단은 적어도 2개의 힘전달면을 구비하고, 상기 면들은 볼트가 오목한 부분으로 수용되는 동안 어느 한 방향으로 상대적 회전함으로서 적어도 하나의 회전방지면 및 적어도 하나의 토크전달면이 서로 최대로 접촉할 수 있도록 배치되며, 이로서 상기 회전방지면과 토크전달면 사이의 각도는 제1 토크비전달위치에서보다 상기 위치에서 작아지게 된다.

이는 본 발명의 장점들이 어느 한 회전 방향에서도 가능하게 하며, 나아가 뼈 내부에서 너무 깊은 위치에 초기 삽입이 이루어졌을 때 임플란트의 위치를 쉽게 조정할 수 있게 한다.

이러한 바람직한 특성은 동등한 개수, 예를 들어 2개, 4개 또는 6개의 힘전달면을 갖는 삽입기구 및 임플란트를 설계함으로서 얻어질 수 있으며, 상기에서 이러한 다수의 면들은 상기 기구가 시계 방향으로 회전할 때 최대로 접촉할 수 있고, 나머지 면들은 상기 기구가 반시계 방향으로 회전할 때 최대로 접촉할 수 있게 설계되었다. 예를 들어, 임플란트는 6개의 토크전달면을 갖는 회전방지수단을 구비한 삽입기구와 함께 사용하기 위하여, 일정한 각도 간격으로 배치된 6개의 회전방지면을 갖는 회전방지수단을 구비한다. 파트들은 삽입기구가 시계 방향으로 회전할 때 3개의 토크전달면들이 3개의 회전방지면들과 접촉하고, 삽입기구가 반시계 방향으로 회전할 때는 나머지 3개의 토크전달면과 회전방지면이 접촉하도록 설계된다. 임플란트 및 삽입기구는 홀수의 힘전달면을 구비할 수도 있으며, 상기의 경우에 상기 기구가 한 방향으로 회전할 때 더 많은 면들이 서로 최대로 접촉할 수 있다.

이러한 실시예에서, 회전방지면 또는 토크전달면 모두가 동시에 토크를 전달하는 방식으로 배치되지는 않는다.

그러나 보다 바람직한 실시예에 따르면 회전방지수단 중 하나는 또 다른 회전방지수단의 평면의 힘전달면 각각과 협력하여, 쌍을 이룬 평면의 힘전달면을 구비한다. 즉, 삽입기구는 임플란트의 각각의 회전방지면과 협력하여 2개의 토크전달면을 갖고, 임플란트는 삽입기구의 각각의 토크전달면과 협력하여 2개의 회전방지면을 갖는다. "힘전달면"이라는 용어는, 일반적으로 회전방지면 및 토크전달면, 즉 사용시 2개의 구성요소들 간에 서로 토크를 전달하도록 배치된 임플란트 및 삽입기구의 면들을 말하는데 사용된다.

“쌍을 이룬 힘전달면(paired force transmission surface)”은 사용시 반대 방향으로 토크를 전달하기 위해 동일한 힘전달면에 맞물리는 것들이다. 따라서 쌍을 이룬 이들 평면의 힘전달면 중 첫 번째 것은 삽입기구가 임플란트에 대해 시계 방향으로 회전할 때 또 다른 구성요소의 평면의 힘전달면과 협력하도록 의도되었고, 쌍을 이룬 평면의 힘전달면 중 두 번째 것은 삽입기구가 임플란트에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 동일한 평면의 힘전달면과 협력하도록 의도되었다. 따라서 회전방지수단들 사이의 개선된 접촉 영역은 양 방향으로 회전하기 위하여 얻어지고, 나아가 정점 방향 및 관상 방향의 양쪽으로 임플란트의 나사를 회전하기 위해서도 얻어진다. 이것은 종래의 실시예와는 대조적으로 모든 토크전달면들 또는 모든 회전방지면들 중 어느 하나가 양 방향으로 토크를 전달하는 동안 맞물리기 때문이다.

“회전방지면” 및 “토크전달면”이라는 용어는 본 발명의 관점에서 사용될 때, 단일 평면에 위치하는 회전방지면 또는 토크전달면 각각에 관련되는 것이다.

도면에 도시된 것처럼 이들 힘전달면 중 어느 하나는 불연속적이다. 즉, 단일 평면에 위치한 물리적으로 분리된 2개의 면들은 단일한 회전방지면 또는 토크전달면을 형성한다.

이 바람직한 실시예에 대하여, 임플란트는 삽입기구보다 힘전달면이 2배 많거나, 또는 그 반대의 경우 중 어느 하나이다. 이 힘전달면들 중 2개는 볼트가 오목한 면에 수용되는 동안 삽입기구를 회전함으로서 나머지 구성요소의 동일한 힘전달면과 최대로 접촉할 수 있다. 상술한 것처럼 이들 2개의 힘전달면을 “쌍을 이룬 면”이라 한다. 쌍을 이룬 면들 각각은 동일한 평면의 힘전달면과 접촉할 수 있어야 하므로, 삽입기구 및 임플란트가 연결되어 있는 동안, 임플란트와 삽입기구 사이에 필요한 회전 틈의 양을 제한하기 위하여, 상기 쌍을 이룬 표면들 간의 내부 각도를 최대로 유지하는 것이 바람직하다. 특히 쌍을 이룬 면들로 둘러싸인 각도는 적어도 150°, 바람직하게는 166° ~ 178°, 보다 바람직하게는 170° ~ 178°인 것이 바람직하다. 구성요소의 설계에 따라, 쌍을 이룬 면들은 서로 인접하거나 또는 중간 면에 의해 분리된다. 쌍을 이룬 표면의 배치는 쌍을 이룬 표면과 협력하도록 의도된 평면의 힘전달면의 설계 및 레이아웃에 의해 결정된다.

상술한 것처럼 삽입기구 또는 임플란트 중 어느 하나는 2개 내지 6개, 보다 바람직하게는 3개 내지 4개, 가장 바람직하게는 4개의 힘전달면을 구비하는 것이 바람직하다. 상술한 “쌍을 이룬 면들”의 실시예에서, 임플란트 또는 삽입기구 중 나머지 것은 힘전달면의 개수를 2배로, 예를 들면 4개 내지 12개, 보다 바람직하게는 6개 내지 8개, 및 가장 바람직하게는 8개로 구비하는 것이 바람직하다. 따라서 하나의 바람직한 실시예에서 임플란트 및 삽입기구 중 어느 하나는 2개 내지 6개, 보다 바람직하게는 3개 내지 4개, 가장 바람직하게는 4개의 힘전달면을 구비하며, 임플란트 및 삽입기구 중 나머지 하나는 4개 내지 12개, 보다 바람직하게는 6개 내지 8개, 가장 바람직하게는 8개의 힘전달면을 구비하며, 상기 면들은 쌍을 이룬 다수의 면들을 형성한다.

서두에서 언급했듯이 종래의 회전방지수단이 다각형 형태를 갖는 것은 흔한 일이다. 따라서 본 발명의 한 실시예에서 각각의 회전방지면이 한 평면에 위치하고, 상기 면들은 함께 모여 정다각형을 나타낸다. 대체적으로는 각각의 토크전달면이 한 평면에 위치하고, 상기 평면이 함께 모여 정다각형을 나타낸다.

특정 실시예에서 회전방지수단의 횡단면 형상은 전체적으로 힘전달면들에 의하여 형성된다. 따라서 오목한 부분 또는 볼트는 정다각형, 예를 들어 사각형, 삼각형, 육각형 등의 횡단면을 가질 수 있다. 그러나 일부 예에서는 회전방지수단 특히 임플란트의 회전방지수단의 형상은 힘전달면에 의해서만 나타낼 수는 없다. 또한, 임플란트는 어버트먼트나 보철이 단단히 고정되게 한다. 또한, 환자 구강 내에서의 공간적 제약은 필수적 힘을 제공하는 동안 임플란트 직경이 가능한 한 좁아야 함을 의미한다.

따라서 일부 경우에 임플란트의 회전방지수단이 불규칙한 형상을 갖는다. 이것은 종종 삽입기구에서의 회전방지수단이 불규칙 형상이 되도록 요구하며, 그로 인하여 임플란트에 연결될 수 있다. 그러한 경우에, 비록 회전방지수단의 전체 횡단면이 다각형은 아닐지라도 힘전달면의 평면들이 바람직하게는 여전히 다각형인 것을 의미한다. 예를 들어, 임플란트의 회전방지수단은 라운딩된 모서리를 갖는 사각형을 구비한다. 따라서 횡단면이 정다각형이 아니라 할지라도 평면의 회전방지면들은 사각형으로 제한되어서 “기능적 다각형”을 형성한다.

이 점에 대하여 본 발명의 관점에서는 회전방지수단의 “기능성 단면”을 힘전달면이 위치하는 평면에 의해 정의되는 형상으로 정의하며, 상기 힘전달면은 사용시 임플란트와 삽입기구 사이에 토크를 전달하는 것이다.

따라서 바람직한 실시예에서 임플란트 또는 삽입기구 중 어느 하나의 회전방지수단은 정다각형인 기능성 단면을 구비한다. 이들 다각형은 예를 들어, 직사각형, 삼각형, 사각형, 오각형 또는 육각형일 수 있다. 보다 바람직한 하나의 실시예에서 오목한 면의 회전방지수단은 방사상으로 내부 돌출된 4개의 이격된 돌출부를 구비하는 원형 횡단면을 구비하며, 상기 돌출부의 원위말단 평면은 힘전달면을 구비하며 사각형이다.

하나의 회전방지수단의 기능성 단면이 정다각형일 때, 또 다른 임플란트 및 삽입기구의 회전방지수단은 비정다각형인 기능성 단면을 구비한다.

본 발명의 결합구조가 양쪽 회전 방향으로 토크를 전달하도록 의도될 때, 하나의 회전방지수단 상에는, 임플란트에 대해 삽입기구가 시계 방향으로 회전할 때 나머지 구성요소의 평면의 힘전달면의 적어도 일부와 협력하도록 의도된 제1 세트의 힘전달면과, 삽입기구가 임플란트에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 다른 구성요소의 힘전달면의 적어도 일부와 협력하도록 의도된 제2 세트의 힘전달면이 존재한다. 각 세트의 기능성 단면은 바람직하게는 정다각형이고, 상기 다각형은 동축을 가지나 서로 오프셋 회전한다. 하기에 상술할 각 세트의 기능성 단면이 정다각형의 형상을 가지기는 하나, 결합된 세트의 기능성 횡단면 및 회전방지수단의 기능성 단면은 비정가각형이다.

일부 실시예에서 각 세트에 의한 다각형은 나머지 구성요소의 힘전달면에 의한 다각형과는 다르다. 보다 바람직하게는 각 세트의 정다각형은 나머지 구성요소의 다각형보다 면들의 수가 몇 개 많거나, 바람직하게는 면들의 반수를 더 갖는다. 따라서 삽입기구 및 임플란트가 서로에 대해 회전할 때, 회전방지면 또는 토크전달면 모두가 동시에 토크를 전달하는 방식으로 배치되지는 않는다.

그러나 각 세트의 기능성 단면이, 협력하는 구성요소의 평면의 힘전달면에 의한 기능성 단면과 동일한 것이 더 바람직하다. 이는 하나의 구성요소에 쌍을 이룬 힘전달면을 제공함으로서 가능하며, 각 쌍의 면들은 각 세트에 하나의 면을 포함한다.

따라서 바람직하게는 임플란트 또는 삽입기구 중 어느 하나의 회전방지수단은 정다각형인 기능성 단면과 또 다른 임플란트의 회전방지수단을 구비하며, 회전방지수단은 비정다각형인 기능성 단면을 구비한다. 바람직하게는 상기 비정다각형은 두 세트의 평면의 힘전달면에 의해 정의되고, 상기에서 제1 세트는 삽입기구가 임플란트에 대해 시계 방향으로 회전할 때 나머지 구성요소의 힘전달면과 협력하도록 배치되고, 제2 세트는 삽입기구가 임플란트에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 나머지 구성요소의 힘전달면과 협력하도록 배치되며, 각 세트의 평면들은 정다각형이고, 상기 다각형은 동축을 가지나 서로 오프셋 회전한다.

특히, 각 세트의 기능성 횡단면에 의해 정의되는 정다각형은 바람직하게는 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 칠각형 또는 팔각형이며, 보다 바람직하게는 사각형, 오각형, 육각형이고, 가장 바람직하게는 사각형이다.

임플란트와 삽입기구의 양자의 회전방지수단은 본 발명이 구현할 수 있는 다양한 대체적 방식으로 설계될 수 있다는 것을 통상의 기술자라면 예상할 수 있다. 구성요소를 설계할 때 가장 중요하게 고려할 점은 가능한 큰 레버리지(leverage)를 만드는 것이나, 변형을 피할 수 있을 만큼 충분히 큰 접촉면을 가지고 있어야 한다.

변형을 피하기 위해서는 임플란트와 삽입기구 사이의 접촉면 영역이 충분히 커서 사용시 이 표면 영역에 가해지는 힘에 의한 스트레스가 재료의 항복 응력보다 작아야 한다. 필요한 표면 영역은 개별 시스템의 재료, 기하학적 구조, 힘 등을 포함한 많은 인자에 의해 결정될 것이다. 일단 최소한의 필수 표면 영역이 결정되면, 통상 컴퓨터 모델링을 통하여 제1의, 상쇄 위치와 제 2의, 최대 접촉 위치 사이의 면을 움직이는데 요구되는 회전 각도가, 필수 표면 영역이 얻어지는 최소한의 각도가 되도록 선택되어야 한다. 이 각도를 작게 유지함으로서 레버리지가 최대화되며, 기구와 임플란트 사이의 회전 틈이 최소화된다.

필수 표면 영역 및 각도는 시스템의 특성에 따라 매우 다양하다.

임플란트 또는 삽입기구 둘 중 하나의 회전방지 수단이 정다각형인 기능성 횡단면을 가질 때, 토크비전달위치에서 회전방지면과 토크전달면 사이의 각도는 x/2 미만이고, 상기에서 x는 정다각형의 회전 대칭 각도이다. 따라서 큰 레버리지를 유지하는 동안 토크전달면과 회전방지면들 사이에 충분히 큰 표면 영역이 얻어질 수 있다.

보다 일반적으로는 제1 토크비전달 위치에서 회전방지면과 토크전달면 사이의 각도가 15° 미만, 보다 바람직하게는 1° ~ 7°, 가장 바람직하게는 2° ~ 5°인 것이 바람직하다.

제1 토크비전달위치는 모든 회전방지면이 토크전달면에서 동일하게 떨어진 위치로 정의된다. 따라서 어느 한 방향으로 토크 전달이 가능한 실시예에서 토크비전달위치는 “중간”위치로 간주되며, 두 세트 모두의 힘전달면은 그들의 최대 접촉, 토크전달 위치로부터 동일하게 떨어져 있다.

하기에서 좀 더 서술하겠지만 회전방지수단의 형상을 하기의 방식으로 개념화할 수 있다. 본래 회전방지수단은 오목한 부분 내에 밀착되게 배치된 볼트와 함께 동일한 기능성 횡단면을 갖는다. 그리고 볼트 또는 오목한 부분 중 어느 하나는 서로 다른 구성요소에 대하여 회전한다. 이 실시예의 목적을 위해 오목한 부분 및 볼트는 사각형의 기능성 횡단면과 함께 오목한 부분에 대해 회전하는 볼트를 갖는다고 할 수 있다. 볼트가 회전할 때, 오목한 부분의 벽면과 가장자리 대 표면 접촉이 이루어진다. 실제로 이것은 상기의 방식으로 형상화된 볼트가 오목한 부분에 대해 회전을 멈추고 토크 전달을 시작하는 위치이다. 그러나 현재의 시각화 방법에서 볼트는 오목한 부분의 벽면 내로 계속 회전한다.

볼트가 더욱 회전할 때 볼트의 모서리가 오목한 부분과 겹치고, 오목한 부분의 벽면에 교차 영역을 형성한다. 볼트가 계속 회전함에 따라 상기 영역은 크기가 커지고, 교차 위치는 오목한 부분의 벽면 중심을 향해 움직여서 레버리지를 감소시킨다. 볼트가 매우 많이 회전하여 교차 영역이 변형 방지에 요구되는 예측 표면 영역과 동일해질 때는 회전이 멈춘다. 오목한 부분과 겹치는 볼트의 파트가 제거되어, 모따기 면을 갖는 사각형을 형성한다. 그 후 볼트가 반대 방향을 회전하고, 쌍을 이룬 면을 얻기 위해 그 과정이 반복되어 양 방향으로 토크 전달이 가능하게 된다.

다른 개념화 방법에서 힘전달면의 적절한 영역이 얻어질 때까지 볼트의 모서리는 내려와서 오목한 부분의 벽면과 접촉한다고 생각될 수 있다. 양쪽 예에서, 볼트와 겹쳐지는 오목한 부분의 벽면 일부가 제거될 수도 있으며, 이로 인해 상기 볼트는 사각형 횡단면을 유지하고 오목한 부분은 확장된 모서리를 갖는 사각형을 닮은 불규칙 형상이 된다.

오목한 부분의 내부로 회전할 수 있도록 볼트의 면들이 모따기 될 때, 상기 설계 공정의 결과는 기본 정다각형으로부터 형성된 비정다각형이고, 상기에서 기본 정다각형의 각 면들은 모따기 되어, 작용 상의 각 면들은 3개의 평면, 즉 기본 다각형 면들 중 나머지를 형성하는 중심면 및 회전방지면 또는 쌍을 이룬 토크전달면을 형성하는 중심면 중 어느 한 쪽에 위치하는 2개의 각도를 이루는 모따기 면을 구비한다.

따라서 하나의 실시예에서 볼트의 단면 형상은 오목한 부분의 기능성 횡단면 형상에 부합하는 더 작은 크기의 다각형 기본 형태를 가지며, 볼트의 측면들은 모따기 되어 각각의 모따기 면이 힘전달면을 형성하는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명에 의한 결합구조는 종래 시스템의 볼트를 단순히 작동함으로서 얻어지며, 여기에서 오목한 부분 및 볼트가 부합되도록 형성된다. 바람직하게는 볼트가 형성되는 기본 다각형은 사각형이다.

볼트의 기능성 횡단면이 비정다각형일 때, 적어도 오목한 부분의 기능성 횡단면 형상은 정다각형이고, 상기 정다각형의 각 측면들은 평면의 힘전달면을 형성하는 것이 바람직하다.

오목한 부분의 실질적인 횡단면 형상이 정다각형을 형성할 수 있기는 하나, 종종 다른 설계 요구사항이 오목한 부분의 전체 형태에 영형을 미친다는 점을 고려해야 한다. 이것에 대하여, 오목한 부분의 평면의 힘전달면 각각은 중앙의 컷아웃을 구비하는 것이 바람직하다.

이것은 볼트가 평평한(flat) 중앙의 면을 구비해야 할 필요성을 없애준다. 그 대신에 2개의 쌍을 이룬 면들이 모여서, 사용시 컷아웃 내에 수용되는 중앙의 피크를 형성한다. 볼트의 면들의 수가 감소함에 따라, 결국 이것은 작동 시간과 복잡성을 감소시킨다. 또한 부피가 약간 증가하는 것은 볼트를 강화시킨다.

대체적으로 오목한 부분이 쌍을 이룬 면들 및 볼트의 중앙 컷아웃을 구비하고, 상기에서 오목한 벽면의 중앙의 피크는 컷아웃 쪽으로 연장될 수 있다.

따라서 보다 통상적으로는 하나의 임플란트 및 삽입기구가 쌍을 이룬 힘전달면을 구비할 때, 다른 하나의 임플란트 및 삽입기구는 각각의 힘전달면에 중앙의 컷아웃을 구비한다. 바람직하게는 각각의 쌍을 이룬 힘전달면이 모여서, 볼트가 오목한 부분에 수용될 때 컷아웃 내에 위치하는 중앙의 피크를 형성한다.

특히 바람직한 실시예에서 오목한 부분의 기능성 횡단면 형상은 사각형 형태를 갖고, 볼트의 횡단면 형상은 사각형의 기본 형태를 가지며, 볼트의 측면들은 모따기 되어 쌍을 이룬 힘전달면을 형성한다. 따라서 볼트는 비정다각형인 기능성 단면을 구비하며, 상기 비정다각형은 2개의 동축을 가지나 각도 상쇄된 사각형이다. 각각의 쌍을 이룬 면들로 둘러싸인 내각은 바람직하게는 150 ° ~ 178°이다. 이것은 1° ~ 15°인 모따기 각도를 갖는 각각의 쌍을 이룬 면과 같다. 보다 바람직하게는 이 각도가 2° ~ 7°이므로 내부 각도는 166° ~ 176°가 된다. 가장 바람직하게는 이 각도가 3° ~ 4°이어서, 내부 각도는 172° ~ 174°가 된다. 그러나 상술하였듯이, 바람직한 각도는 구성요소의 재료 및 시스템 내부의 힘에 크게 의존한다. 바람직하게는 쌍을 이룬 면들이 인접하고, 예를 들면 이들이 모여서 볼트 표면상에서 중앙의 피크를 형성한다.

오목한 부분의 기능성 횡단면 형상이 정다각형 형태를 갖는 상기 실시예와 유사하게, 다른 실시예에 의하면 볼트의 기능성 횡단면 형상이 정다각형 형태를 갖고 상기 볼트의 각 면이 분리된 평면을 형성하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 오목한 부분의 횡단면 형상이 볼트의 횡단면 형상에 부합하는 더 큰 크기의 다각형 기본 형태를 갖고, 오목한 부분의 모서리가 공동(cavity)에 의해 움푹 파이며 상기에서 각 공동의 마주보는 내부 면은 회전방지면 또는 토크전달면을 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 본 실시예에서 볼트의 분리된 평면의 면은 중앙의 컷아웃을 구비한다.

삽입기구 또는 임플란트 중 어느 하나에 있는 컷아웃의 돌출부는 표면의 각 구획이 동일 평면에 위치할 때 본 발명의 관점에서 보면 여전히 단일한 힘전달면을 형성하는 반면 회전방지면 또는 토크전달면은 불연속적일 수 있어, 예를 들어 컷아웃에 의해 표면이 나누어질 수 있다는 것을 보여준다. 또한, 컷아웃이 회전방지수단의 전체 횡단면을 변경시킴에도 불구하고, 상기 기능 황단면은 단지 힘전달면, 즉 사용시 구성요소들 간에 토크를 전달하는 것들로만 정의되므로 상기 기능성 횡단면은 변경되지 않고 유지된다.

상술하였듯이 본 발명은 치아 임플란트에 의하여 볼트가 형성되고, 오목한 부분이 삽입 기구에 의하여 형성되거나, 또는 그 반대의 경우인 실시예 모두를 포함한다. 특히, 본 발명은 삽입기구가 임플란트의 오목한 부분으로 삽입되는 볼트를 그 원위말단에 포함하는 실시예에 관한 것이다. 그러나 본 발명은 또한 삽입기구가 임플란트의 돌출된 보스에 걸쳐서 위치하며, 상기 보스는 본 발명의 맥락에서는 볼트를 형성하는 시스템에도 응용될 수 있다.

추가적 관점에 의하면, 본 발명은 뼈 내로 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구를 포함하며, 상기 삽입기구는 근위말단부 및 다수의 평면의 토크전달면을 구비하고 다각형인 기본 형태를 갖는 비원형 횡단면을 갖는 회전방지수단을 구비하며, 상기 다각형의 각 측면이 모따기되어 2개의 쌍을 이룬 평면 토크전달면을 형성하는 원위말단부를 구비한다.

쌍을 이룬 면으로 둘러싸인 내각은 상술한 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 또한, 쌍을 이룬 면들은 바람직하게는 모여서 중앙의 피크를 형성한다. 회전방지수단의 모서리는 라운딩될 수 있으며, 기본 다각형은 사각형이다.

다른 관점에 의하면, 본 발명은 치아 임플란트를 뼈 내로 삽입하기 위한 삽입기구를 포함하며, 상기 삽입기구는 임플란트의 관상 말단에서 오목한 부분 내로 삽입되기 위한 원위말단부를 포함하며, 상기 원위말단부의 형태는 임플란트의 오목한 부분의 횡단면을 반영하는 초기 횡단면을 만들고, 원위말단부의 횡단면을 회전하여 오목한 부분의 횡단면과 겹치게 하고 횡단면들 간의 교차 영역을 형성하며, 상기 교차 영역이 미리 결정된 크기에 도달할 때 회전을 멈추고 원위말단부의 횡단면을 변경하여 오목한 부분의 단면과 겹치는 섹션들을 제거하여 제1 세트의 모따기된 힘전달면을 형성하고, 반대 방향으로 원위말단부의 횡단면을 회전하여 오목한 부분의 횡단면과 겹치게 하고 횡단면들 간에 새로운 교차 영역을 형성하며, 교차영역이 미리 결정된 크기에 도달하면 회전을 멈추고 원위말단의 횡단면을 변경하여 오목한 부분의 횡단면과 겹치는 단면을 제거하여 제2 세트의 모따기 된 힘전달면을 형성하는 공정으로 구성된 방법에 따라 설계되고, 필요시 각각의 모따기 된 면이 미리 결정된 표면 영역을 가질 때까지 상기 공정을 반복한다.

본 발명은 치아 임플란트를 환자의 뼈에 삽입할 때에 회전방지수단의 변형 위험, 더 특별하게는 임플란트에 연결된 삽입기구의 재밍(jamming)을 감소하는 효과가 있다.

도 1은, (a) 제1 토크비전달위치 및 (b) 제2 토크전달위치에 있는 종래의 치아 임플란트 및 삽입기구의 결합구조를 도시한 횡단면도이다.
도 2는, (a) 제1 토크비전달위치 및 (b) 제2 토크전달위치에 있는 본 발명에 따른 결합구조를 도시한 횡단면도이다.
도 3은, (a) 제1 토크비전달위치 및 (b) 제2 토크전달위치에 있는 본 발명의 추가 실시예에 따른 결합구조를 도시한 횡단면도이다.
도 4는, (a) 제1 토크비전달위치 및 (b) 제2 토크전달위치에 있는 본 발명의 추가 실시예에 따른 결합구조를 도시한 횡단면도이다.
도 5는, (a) 제1 토크비전달위치 및 (b) 제2 토크전달위치에 있는 본 발명의 추가 실시예에 따른 결합구조를 도시한 횡단면도이다.
도 6은, (a) 제1 토크비전달위치 및 (b) 제2 토크전달위치에 있는 본 발명의 추가 실시예에 따른 결합구조를 도시한 횡단면도이다.
도 6a는, 도 6의 X를 도시한 확대도이다.
도 7은, 도 6과 동일한 오목한 부분을 포함하나 다른 볼트와 결합되는 본 발명의 추가 실시예에 따른 결합구조를 도시한 횡단면도이다.
도 7a는, 도 7의 X를 도시한 확대도이다.
도 8은, 사각형의 횡단면 형상을 가지는 볼트를 포함한 본 발명의 추가 실시예에 따른 결합구조를 도시한 횡단면도이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 결합구조를 개략적으로 도시한 횡단면도이다.

이하에서는 첨부된 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상술한 것처럼 종래 삽입기구는 그들의 원위말단부에 회전방지수단을 갖고, 이는 사용상 의도된 임플란트의 회전방지수단의 형상에 부합하는 형상을 갖는다.

이는 도 1에 의해 개략적으로 예시된다. 이것은 오목한 부분(6)의 형태로 하나의 회전방지수단(4)을 갖고, 볼트(10)의 형태로 제2 회전방지수단을 갖는 결합구조(2)를 보여준다. 회전방지수단(4, 8)은 모두 사각형의 횡단면 형상을 갖는다. 오목한 부분(6) 또는 볼트(10) 중 어느 하나는 임플란트의 회전방지수단을 형성하고, 나머지 회전방지수단은 임플란트 내부에 있거나 또는 임플란트에 걸쳐서 위치할 수 있는 삽입기구의 원위말단부를 형성한다.

오목한 부분(6)의 4개의 측면(6a, 6b, 6c, 6d) 각각이 힘전달면을 형성하며, 볼트(10)의 4개의 측면(10a, 10b, 10c, 10d) 각각도 힘전달면을 형성한다. 구분 편의상 임플란트의 힘전달면을 “회전방지면”이라 하고, 삽입기구의 힘전달면을 “토크전달면”이라고 한다. 임플란트의 회전방지수단이 오목한 부분(6) 또는 볼트(10)에 의해 형성되고 또한 이들 구성 요소들 중 어느 하나가 삽입기구의 회전방지수단을 형성할 수도 있다. 따라서 측면(6a, 6b, 6c, 6d) 및 측면(10a, 10b, 10c, 10d)는 회전방지면 또는 토크전달면 중 어느 하나가 될 수 있다.

그러나 본 실시예의 목적을 위하여, 오목한 부분(6)은 임플란트 내부에 형성되도록 고려되어 측면(6a, 6b, 6c, 6d)이 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)을 형성하는 반면, 삽입기구는 볼트(10)를 형성하여 측면 (10a, 10b, 10c, 10d)가 토크전달면(11a, 11b, 11c, 11d)을 형성한다. 상기 측면들(11a, 11b, 11c, 11d)은 부합하는 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d) 각각과 협력하여, 구성요소들 간에 토크를 전달하도록 의도된다.

볼트(10)가 오목한 부분(6) 내로 삽입되도록 하기 위하여, 볼트(10)의 크기는 오목한 부분(6)보다 조금 작아야 한다. 도 1A에 도시된 것처럼, 이는 본질적으로 삽입되는 동안 회전방지수단(4, 8)의 위치를 나타내는데, 파트(6, 10) 사이에 작은 간격(12)이 있어서, 크기 차이 때문에 특정 정도의 회전 틈이 존재한다.

볼트와 오목한 부분 사이에 간격(12)이 존재할 때 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)이 토크비전달위치에서 각각의 토크전달면(11a, 11b, 11c, 11d)과 나란히 놓인다는 것은 이 실시예를 통해 알 수 있다. 도 1B에 도시된 것처럼, 볼트가 회전하여 오목한 부분과 최대 접촉하여 토크전달위치로 들어갈 때 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 토크전달면(11a, 11b, 11c, 11d) 사이의 각도가 증가한다.

볼트(10)와 오목한 부분(6) 사이의 상대적 회전은 도 1B에 도시한 것처럼 가장자리 대 면의 접촉이 되도록 한다. 이것은 가해진 힘을 작은 영역에 집중시켜 임플란트와 삽입기구의 양자의 국소적 변형을 이끌 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 결합구조를 도시하며, 여기에서 오목한 부분(6)은 도 1에서와 같이 동일한 횡단면 형상을 가지나 다른 형상을 한 볼트(10)를 갖는다. 마찬가지로 본 실시예에서 오목한 부분(6)은 임플란트의 회전방지수단을 형성하고 볼트는 삽입기구의 회전방지수단을 형성한다고 간주된다.

볼트(10)의 횡단면 형상은 모따기된 가장자리를 갖는 사각형 형태이다. 보다 바람직하게는 가장자리의 모따기는 오목한 부분(6)의 회전방지면 (7a, 7b, 7c, 7d)이 2개의 평평한 모따기와 접하고, 상기 모따기 각각은 토크전달면(11a′, 11a″, 11b′, 11b″, 11c′, 11c″, 11d′, 11d″)을 형성한다.

동일한 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 접하는 2개의 토크전달면은 총괄하여 “쌍을 이룬 면들(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)”이라 한다. 볼트(10)가 반시계 방향으로 회전할 때, 각 쌍 중 하나의 토크전달면(11a′, 11b′, 11c′, 11d′)은 토크를 전달하기 위하여 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 최대로 접촉하게 된다. 볼트가 시계 방향으로 회전할 때 각 쌍 중 다른 하나의 토크전달면 (11a″, 11b″, 11c″, 11d″)은 반대 방향으로 토크를 전달 가능하도록 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 접촉하게 된다.

도 2A는 모든 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)이 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 최소로 접촉을 하거나 비접촉할 때, 토크비전달위치에서의 회전방지수단(4, 8)을 도시한다. 이 위치에서 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)은 회전방지면 (7a, 7b, 7c, 7d)에 대하여 대략 3°의 각도를 이룬다. 도 2B에 도시된 것처럼 토크전달면(11a′, 11b′, 11c′, 11d′)이 회전하여 최대로 토크를 전달하도록 접촉할 때, 토크전달면(11a′, 11b′, 11c′, 11d′)과 회전방지면 (7a, 7b, 7c, 7d) 사이의 각도는 감소하고 이상적으로는 완전히 제거되어 전체적인 표면 대 표면 접촉이 가능하게 된다. 동일한 방식으로 제2 세트의 토크방지면 (11a″, 11b″, 11c″, 11d″)과 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d) 사이의 각도는 상기 면들이 회전하여 오목한 부분(6)과 최대 접촉할 때 완전히 제거되거나 또는 상당히 제거된다.

따라서 본 발명에 의하면 임플란트와 삽입 기구 사이의 회전 틈은 토크전달면과 회전방지면이 정렬되도록 하는데 사용된다. 따라서 면들 사이의 최소 각도는 종래 기술상 표면들이 토크비전달위치에 있을 때 얻어지는 것과는 반대로, 토크전달위치에서 얻어진다.

이것은 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 토크전달면(11a′, 11a″, 11b′, 11b″, 11c′, 11c″, 11d′, 11d″)에, 다른 매치되지 않는 형상을 제공함으로서 얻어진다. 비록 토크 전달을 위하여 상기 면들을 상호 배치할 수 있음에도 불구하고, 이들은 정확히 서로를 반영(mirror)하지는 않는다. 이것은 힘전달면을 배치하는데 사용가능한, 오목한 부분(6) 내로의 볼트(10)의 회전 틈이 더 커지게 한다.

볼트의 횡단면이 하기의 방식으로 결정될 수 있다. 통상의 회전방지수단의 가상의 횡단면(14)이 도 2에 점선으로 제공된다. 상기 횡단면(14)은 (도 1에 도시된 것처럼) 종래 기술 시스템과 동일한 방식으로 오목한 부분의 횡단면을 반영한다. 상기 횡단면(14)이 회전하여 오목한 부분(6)의 횡단면과 겹친다.

일시적인 횡단면(14)으로 정의되는 오목한 부분(6)과 볼트(10) 사이의 계면들(interface)(13) 상의 표면 영역이 변형 방지에 필요한 미리 결정된 정도에 이를 때, 상기 계면들(13)은 제1 세트의 토크전달면(11a′, 11b′, 11c′, 11d′)을 형성하게 될 모따기 평면을 한정한다. 그 후 볼트(10)가 반대 방향으로 회전하여 제2 세트의 토크전달면(11a″,11b″, 11c″, 11d″)을 한정한다. 계면(13)의 표면 영역과 나아가 토크전달면(11a′, 11b′, 11c′, 11d′)도 제 2 세트의 토크전달면(11a″,11b″, 11c″, 11d″)이 만들어짐에 따라 감소하고, 따라서 이는 계면이 언제 적합한 크기를 이루는지를 결정할 때 고려되어야 한다. 필요한 표면 영역(13)에 이를 때까지 모따기 측면들을 깎아내기 위하여, 필요하다면 볼트(10)의 회전을 반복할 수 있다. 이런 타입의 설계 과정은 시스템의 컴퓨터 모델 상에서 수행될 수 있고, 이는 변형 방지를 위하여 토크 전달 동안 필요한 최소의 접촉 표면 영역을 계산하는데 사용될 수도 있다. 이 계산은 재료 강도, 가해진 힘 등과 같은 많은 시스템 특이적 특성들을 고려한다.

상술한 것과 비슷한 방식으로, 오목한 부분의 형상은 쌍을 이룬 회전방지면을 포함하도록 유사하게 조정될 수 있고, 이 과정은 하기의 실시예에서 볼 수 있다.

쌍을 이룬 토크전달면들(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)은 축 대칭으로 배치되고, 볼트의 회전 대칭 정도는 90°이다. 제1 세트의 4개의 토크전달면(11a′, 11b′, 11c′, 11d′)과 제2 세트의 4개의 토크전달면(11a″,11b″, 11c″, 11d″)은 따라서 볼트의 회전축에 대해 90° 각도로 규칙적으로 배치된다.

모따기 되지않은 측면들(14a, 14b, 14c, 14d)은 모따기 된 측면들 사이에 위치하여, 기본 다각형의 나머지 횡단면(14)들을 형성한다. 따라서 삽입기구는 단일한 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d) 각각과 정렬될 수 있는 3개의 면들을 갖는다. 모따기 면들 중에서 2개는 토크전달면(11a′, 11a″, 11b′, 11b″, 11c′, 11c″, 11d′, 11d″)을 형성하고, 구성요소들 간에 토크를 전달하기 위하여 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 협력한다. 모따기 되지 않은 면들(14a, 14b, 14c, 14d)은 토크 전달과 관계없으므로, 힘전달면을 형성하지 않는다. 이들 면(14a, 14b, 14c, 14d)이 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 나란할 때, 임플란트와 삽입기구의 힘전달면 사이에 접촉이 없고, 모든 토크전달면(11a′, 11a″, 11b′, 11b″, 11c′, 11c″, 11d′, 11d″)은 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)으로부터 동일한 거리로 떨어져 있다. 따라서 이 위치는 제1 토크비전달 위치가 되고, 이는 도 2A에 도시되어 있다.

제1 세트의 4개의 토크전달면(11a′, 11b′, 11c′, 11d′)과 제2 세트의 4개의 토크전달면(11a″,11b″, 11c″, 11d″) 각각은, 오목한 부분(6)의 횡단면 형상에 부합하는 형상과 크기를 갖는 사각형 형태의 “기능성 횡단면”으로 정의된다. 따라서 볼트(10)의 폭이 오목한 부분(6)의 폭보다 여전히 좁지만, 도 1에 의한 결합구조에서와 마찬가지로, 마주보는 토크전달면들(11a′, 11b′, 11c′, 11d′) 사이에서 오목한 부분(6)의 폭과 동일한 길이가 각각 얻어진다.

볼트(10)의 전체적 기능성 단면은 모든 토크전달면(11a′, 11a″, 11b′, 11b″, 11c′, 11c″, 11d′, 11d″)으로 정의되며, 비정다각형을 형성한다.

2개의 쌍을 이룬 토크전달면들(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″) 사이의 내각은 본 실시예에서는 174°이다. 이는 각각의 측면(14a, 14b, 14c, 14d)으로부터 3°의 각도를 이루는 각각의 평면의 토크전달면과 동일하다.

토크전달면과 회전방지면 사이의 표면 대 표면 접촉이 개선되었기 때문에, 회전방지수단(4, 8) 사이의 힘 분배가 최적화되고, 어떤 파트에서도 변형이 매우 감소하게 된다.

도 2의 실시예에서, 하나의 회전방지면당 2개의 쌍을 이룬 토크전달면이 존재하므로, 토크는 시계 방향 및 반시계 방향 모두에 있을 수 있다. 물론, 단일 방향으로 토크가 전달되도록 설계된 대체적 실시예도 가능하다. 이들에서 하나의 회전방지면당 본 발명에 의한 토크전달면 하나만을 제공하는 것도 가능하다. 예를 들면, 볼트(10)는 단일 세트의 토크전달면(11a′, 11b′, 11c′, 11d′)만을 구비한다.

다른 결합구조가 도 3에 도시되었다. 본 실시예에서 오목한 부분(36)은 삼각형의 회전방지면(37a, 37b, 37c)을 갖는다. 도 2의 실시예와 유사하게 도 3의 볼트(310)의 측면들은 모따기 되며, 상기에서 오목한 부분(36)의 회전방지면(37a, 37b, 37c) 각각은 두 개의 모따기 면과 정렬되며, 이들 각각은 모따기 면 사이에 배치된 측면들(314a, 314b, 314c)과 함께 평면의 토크전달면(311a′, 311a″; 311b′, 311b″;311c′, 311c″)을 형성한다.

따라서 도 3에 의한 결합구조는 또한 볼트(310)가 오목한 부분(36)에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 토크를 전달하도록 의도된 제1 세트의 토크전달면들(311a′, 311b′, 311c′) 및 볼트(310)가 오목한 부분(36)에 대해 시계 방향으로 회전할 때 토크를 전달하도록 의도된 제2 세트의 토크전달면들(311a″, 311b″, 311c″)을 구비한다. 쌍을 이룬 토크전달면들(311a′, 311a″; 311b′, 311b″;311c′, 311c″)은 축 대칭으로 배치되고, 볼트(310)의 회전 대칭 정도는 120°이다.

각각의 두 세트의 토크전달면들(311a′, 311b′, 311c′; 311a″, 311b″, 311c″)이 위치한 면들은 비정다각형인 토크전달면(311a′, 311a″; 311b′, 311b″;311c′, 311c″)의 전체적 기능성 횡단면을 가지며, 오목한 부분(36)의 횡단면 형상과 크기가 부합하는 삼각형을 의미한다.

치아 임플란트의 나사를 돌리기 위하여 삽입기구를 회전할 때, 한 세트의 토크전달면들(311a′, 311b′, 311c′)은 도 3A에 도시한 제1 토크비전달위치로부터, 도 3B에 도시한 제2 토크전달위치로 오게 된다. 그렇게 함으로써, 회전방지면(37a, 37b, 37c)과 각각의 토크전달면들(311a′, 311b′, 311c′) 사이의 각도가 소멸되고, 토크전달면(311a′, 311b′, 311c′)이 각각의 회전방지면(37a, 37b, 37c)과 평면 접촉을 하게 된다.

도 4에 도시된 실시예에서, 오목한 부분(46)의 횡단면 형상은 직사각형 형태를 갖는다. 도 4B로부터 명백히 알 수 있듯이, 토크는 직사각형의 긴 측면(46a, 46c)에 부합하는 내부 면을 통하여 전달된다. 따라서 오목한 부분(46)은 2개의 힘전달면만을 갖는다. 이 실시예에서 오목한 부분(46)은 삽입기구의 원위말단에 형성되며, 나아가 각 측면(46a, 46b)은 토크전달면(411a, 411c)을 형성한다고 간주된다.

볼트(410)는 임플란트의 관상 말단에 보스를 형성하며, 오목한 부분(46)의 횡단면 형상보다 크기가 조금 작은 단면을 갖는다. 볼트(410)의 측면은 모따기 되어, 오목한 부분(46)의 마주보는 두 토크전달면들(411a, 410c) 각각은 볼트(410)의 쌍을 이룬 회전방지면(47a′, 47a″;47c′, 47c″)과 접하게 된다. 각 쌍의 하나의 면(47a′, 47c′)은 회전방지수단(48)이 반시계 방향으로 회전방지수단(44)에 대하여 회전할 때 각각의 토크전달면(411a, 411c)과 협력하도록 의도되며, 각 쌍의 나머지 하나의 면(47a″, 47c″)은 회전방지수단(48)이 반시계 방향으로 회전방지수단(44)에 대하여 회전할 때 각각의 토크전달면(411a, 411c)과 협력하도록 의도된다.

임플란트에 대해 삽입 기구를 회전함으로써 회전방지면(47a′, 47a″;47c′, 47c″)이 도 4A에 도시된 제1 토크비전달 위치로부터 도 4b에 도시된 제2 토크전달위치로 올 수 있으며, 이로 인해 토크전달면들(411a, 411c)과 한 세트의 회전방지면(47a′, 47c′;47a″, 47c″) 사이의 각도가 소멸된다.

도 1에 대해 상술한 바와 비슷한 방식으로, 볼트(410)의 형태는 적합한 접촉면 영역을 얻기 위해 오목한 부분(46)을 반영하는 기본 직사각형 형태를 갖고 시작해서, 가장자리를 모따기 함으로서 얻어질 수 있다.

도 2 내지 도 4에 도시된 실시예와 유사하게, 다른 정다각형, 예를 들어 오각형 또는 육각형의 횡단면 형상을 갖는 오목한 부분도 마찬가지로 가능하다.

상기 실시예에서 하나의 회전방지수단의 오목한 부분은 정다각형의 횡단면 형상을 갖는다. 그러나 상술한 것처럼 일부 시스템에서 회전방지수단이 전체로서 그런 형상을 갖는 것은 바람직하지 못하다. 따라서 다른 형상을 응용할 수 있는 반면, 정다각형인 “기능성 횡단면”을 갖는 힘전달면을 여전히 제공할 수도 있다. 이것은 하기의 실시예에서 설명한다.

도 5에 의한 실시예에서 오목한 부분(56)의 횡단면 형상은 도 2에 의한 실시예에서와 같은 횡단면을 가지나, 중앙의 컷아웃(16a, 16b, 16c, 16d)을 부가적으로 포함하는 오목한 부분의 4개의 측면을 갖는다. 컷아웃들은 곡선이며 원의 외곽선을 따라 위치하고, 상기 원의 중심은 사각형 중심과 일치한다. 하지만, 다른 컷아웃 형태도 사용가능하다.

이들 컷아웃(16a, 16b, 16c, 16d)은 오목한 부분(56)이 정다각형이 아닌 단면을 이룬다. 그러나 상기 컷아웃에도 불구하고 오목한 부분(56)은 각 측면의 두 파트가 동일한 평면에 놓일 때 4개의 평면의 회전방지면(57a, 57b, 57c, 57d)을 여전히 포함한다. 따라서 본 발명의 목적을 위하여 상기 측면들은 비록 컷아웃(16a, 16b, 16c, 16d)에 의하여 분리되어 있기는 하나, 단일한 회전방지면들(57a, 57b, 57c, 57d)을 형성한다고 볼 수 있다. 회전방지면(57a, 57b, 57c, 57d)의 평면은 정다각형이며, 이 경우 사각형이다. 따라서 도 5의 오목한 부분(56)은 도 2의 오목한 부분(6)과 동일한 “기능성 단면”을 갖는다.

상기 실시예에서 각각의 회전방지면은 서로 각도를 이루는 두 쌍의 토크전달면들(511a′, 511a″; 511b′, 511b″; 511c′, 511c″ 및 511d′, 511d″)에 의해 마주보게 된다. 각 쌍의 제1 면(511a′, 511b′, 511c′, 511d′)은 제2 회전방지수단(58)이 제1 회전방지수단(54)에 대해 반시계 방향으로 회전함으로써 각각의 회전방지면(57a, 57b, 57c, 58d)과 협력하도록 의도되었고, 각 쌍의 제2 면(511a″, 511b″, 511c″, 511d″)은 제2 회전방지수단(58)이 제1 회전방지수단(54)에 대하여 시계방향으로 회전함으로써 회전방지면(57a, 57b, 57c, 57d)로 협력하도록 의도되었다. 각각의 토크전달면이 회전방지면과 최대의 토크를 전달하도록 접촉하여 회전할 때, 이들 구성요소 간의 각도가 최소화 되며, 바람직하게는 완전히 소멸된다.

도 2에 도시된 실시예와 비교하면, 쌍을 이룬 토크전달면(511a′, 511a″; 511b′, 511b″; 511c′, 511c″ 및 511d′, 511d″)이 그들 사이에 배치된 중간 영역 없이도 서로 인접한다는 점에서 볼트(510)는 다른 모양을 하고 있다. 이것은 오목한 부분(56)의 형태 때문이며, 상기 형태는 토크전달면(511a′, 511a″; 511b′, 511b″; 511c′, 511c″ 및 511d′, 511d″)이 모여서 형성되는 피크들(18a, 18b, 18c, 18d)이 컷아웃(16a, 16b, 16c, 16d) 쪽으로 확장되게 한다. 피크(18a, 18b, 18c, 18d)가 컷아웃(16a, 16b, 16c, 16d) 내로 수용되게 하는 이러한 능력은, 볼트(610)의 부피를 조금 증가시키고, 그 힘을 강화시킨다. 또한, 볼트(510)의 횡단면 형상이 단순화되어, 용이하게 제조할 수 있게 한다.

상기 실시예는 임플란트와 어버트먼트의 회전방지면의 횡단면을 개략적으로 설명한다. 그러나 이 실시예들은 오목한 부분의 내부 횡단면과 볼트의 외부 횡단면, 즉 힘전달면이 형성되는 2개의 횡단면에 대한 가능한 다양한 형상들을 설명하기 위해서만 사용됨을 명심해야 한다. 이들 개략적 설명은 임플란트와 삽입기구 시스템의 다른 특성을 정확히 묘사하기 위한 의도로 사용되지는 않는다. 특히, 오목한 부분(6, 36, 46, 56)이 임플란트의 세로축을 따라 형성될 때, 임플란트의 외부 횡단면은 일반적으로 원주 형태이며, 상기에서 이는 뼈 내로 나사 회전된다.

도 6에 도시된 실시예에서 원형의 실린더 형태의 오목한 부분(66)은 4개의 내부 확장 돌출부(20a, 20b, 20c, 20d)를 갖는다. 상기 돌출부(20a, 20b, 20c, 20d) 각각의 표면은 회전방지면(67a, 67b, 67c, 67d)을 형성한다. 중앙의 컷아웃(616a, 616b, 616c, 616d)은 각각의 회전방지면을 둘로 나누지만, 상술한 것처럼 상기 두 개의 반쪽 면이 동일한 평면에 발견될 때 이들은 단일한 힘전달면을 형성한다고 간주된다. 컷아웃(616a, 616b, 616c, 616d)이 원의 외곽선을 따라 위치하며, 상기 원의 중심은 오목한 부분(66)의 중심과 일치한다.

볼트(610)의 횡단면 형상은 사각형의 기본 형태를 갖는다. 그러나 이 실시예에서 원형인 오목한 부분(66) 내로 밀착하기 위해서는 볼트(610)의 모서리들은 라운딩된다. 본 발명에 따르면 기본 사각형의 각 측면은 모따기 되어, 쌍을 이룬 토크전달면(611a′, 611a″; 611b′, 611b″; 611c′, 611c″; 611d′, 611d″)을 형성한다. 따라서 이들 토크전달면(611a′, 611a″; 611b′, 611b″; 611c′, 611c″; 611d′, 611d″)에 의해 정의되는 기능성 단면은 비정다각형이다. 토크전달면의 모따기 특성은 도 6a에서 보다 명확히 확인할 수 있다.

토크전달면은 두 세트로 분리될 수 있으며, 상기에서 각 쌍의 토크전달면은 각 세트로부터의 면을 포함한다. 제1 세트의 토크전달면(611a′, 611b′, 611c′, 611d′)은 볼트(610)가 오목한 부분(66)에 대해 시계 방향으로 회전할 때 회전방지면(67a, 67b, 67c, 67d)과 토크를 전달하도록 접촉 하게 된다. 제2 세트의 토크전달면(611a″, 611b″, 611c″, 611d″)은 볼트(610)가 오목한 부분(66)에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 회전방지면(67a, 67b, 67c, 67d)과 토크를 전달하도록 접촉하게 된다. 따라서 볼트(610)는 양 방향으로 토크를 전달하는데 사용될 수 있다. 나아가 각각의 토크전달면이 회전방지면과 최대의 토크를 전달하도록 접촉할 때 상기 두 면 간의 각도가 최소화된다.

볼트(610)의 기능성 횡단면이 불규칙할 때, 각 세트의 토크전달면 (611a′, 611b′, 611c′, 611d′; 611a″, 611b″, 611c″, 611d″)은 오목한 부분(66)의 (회전방지면(67a, 67b, 67c, 67d)에 의해 정의되는) 기능성 횡단면과 같은 크기를 갖는 사각형으로 정의된다. 토크전달면의 세트들(611a′, 611b′, 611c′, 611d′; 611a″, 611b″, 611c″, 611d″)에 의해 정의되는 2개의 사각형 횡단면은 동축을 가지나 서로 오프셋 회전한다.

각 쌍의 토크전달면(611a′, 611a″, 611b′, 611b″, 611c′, 611c″, 611d′, 611d″)의 면들은 서로 인접하여, 대략 174°의 내각 β를 형성한다. 즉, 각각의 토크전달면(611a′, 611a″, 611b′, 611b″, 611c′, 611c″, 611d′, 611d″)은, (도 6a에 도시된 것처럼) 토크전달면이 제1 토크비전달위치에 있을 때 수평면과 3°, 접하는 회전방지면(67a, 67b, 67c, 67d)과 3°의 각도 α를 이룬다.

오목한 부분(66) 및 볼트(610)의 전체 횡단면이 상이함에도 불구하고, 도 6의 상기 구성요소의 기능성 단면은 사실상 도 5에 도시한 파트들의 기능상 단면과 동일하게 볼 수도 있다.

회전방지수단의 기능성 횡단면을 정의하는 임플란트 및 삽입기구의 면들은 구성요소 간의 상호 작용에 의해 결정된다. 도 7은 오목한 부분(66)이 도 6의 것과 동일한 본 발명의 추가 실시예를 도시한다. 그러나 이 경우에 볼트(710)는 횡단면이 오목한 부분(66)의 것과 매우 유사한 횡단면 형상을 갖는다. 볼트(710)는 통상 세로축에 대해 일정한 간격을 두고 위치하며 오목한 부분(66)의 돌출부(20a, 20b, 20c, 20d)를 수용할 수 있는 4개의 홈(720)을 구비한 원형 횡단면을 갖는다. 이 실시예에서 볼트가 오목한 부분에 대해 회전할 때, 홈의 측면들은 처음에 돌출부(20a, 20b, 20c, 20d)와 접촉하고, 나아가 이 측면들은 토크전달면(711a′, 711a″, 711b′, 711b″, 711c′, 711c″, 711d′, 711d″)을 형성한다. 결국 오목한 부분(66)의 회전방지면(77a, 77b, 77c, 77d)을 형성하는 것은 돌출부(20a, 20b, 20c, 20d)의 측면(lateral side)이지 표면(front surface)들이 아니다.

도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 각각의 회전방지면(77a, 77b, 77c, 77d)은 동일 평면에 2개의 분리된 구획(section)을 포함한다. 이 경우에 단일한 회전방지면(77a, 77b, 77c, 77d)을 형성하도록 결합하는 것은 마주보는 돌출부(20a, 20b, 20c, 20d)의 측면들이다. 본 실시예에서 오목한 부분의 기능성 횡단면은 다각형을 형성하지 않는다.

홈(720)의 측면은 홈(720)의 바닥과 직각을 이루지는 않지만 대신에 모따기 되어 각도를 이룬 토크전달면(711a′, 711a″, 711b′, 711b″, 711c′, 711c″, 711d′, 711d″)을 형성한다. 따라서 도 7에 도시된 것처럼 토크비전달위치에 각각의 토크전달면(711a′, 711a″, 711b′, 711b″, 711c′, 711c″, 711d′, 711d″)과 이들의 부합하는 회전방지면(77a, 77b, 77c, 77d) 사이에는 대략 2°의 각도α를 이룬다(도 7a에 도시). 힘전달면이 최대로 접촉함에 따라 상기 각도는 감소되어 더 개선된 표면 대 표면 접촉을 이룬다.

상기 실시예에서와 같이 토크전달면은 쌍을 이룬 면들(711a′, 711a″; 711b′, 711b″; 711c′, 711c″; 711d′, 711d″)을 형성하고, 상기에서 각각의 쌍은 동일한 회전방지면(77a, 77b, 77c, 77d)과 접하고, 협력한다. 이것은 모든 회전방지면에서 사용되는 방식으로, 토크의 전달이 어느 한 방향으로 일어나도록 한다. 각 쌍의 면 사이의 내각은 본 실시예에서는 대략 178°이다.

상술한 것처럼 볼트에 모따기 된 힘전달면 쌍을 형성하는 대신에 오목한 부분에 쌍을 이룬 힘전달면을 형성하는 것 또한 가능하다. 도 2 내지 도 7에서 도시한 실시예와 달리 도 8은 오목한 부분(86)이 각각의 토크전달면을 위해 쌍을 이룬 회전방지면을 포함하는 실시예에 관한 것이다. 본 실시예에서 볼트(810)의 횡단면 형상은 사각 형상이고, 상기에서 각 측면은 토크전달면(811a, 811b, 811c, 811d)을 형성한다.

오목한 부분(86)의 횡단면 형상은 또한 볼트(810)의 횡단면 형상 보다 큰 크기를 갖는 사각형의 기본 형태를 갖는다. 또한, 오목한 부분(86)의 모서리는 공동(22a, 22b, 22c, 22d)에 의해 움푹 들어가며, 상기에서 각각의 공동의 마주보는 내부 면은 회전방지면(87a′, 87a″, 87b′, 87b″, 87c′, 87c″, 87d′, 87d″)을 형성한다. 나아가 각각의 토크전달면(811a, 811b, 811c, 811d)은 볼트(810)가 오목한 부분(86)에 수용될 때 쌍을 이룬 회전방지면(87a′, 87a″; 87b′, 87b″; 87c′, 87c″; 87d′, 87d″)과 접하며, 이는 서로 각도를 이룬다. 본 발명에 따르면 각각의 토크전달면과 회전방지면 사이의 각도는 힘전달면이 제2 토크전달위치에 있을 때 최소화되며, 바람직하게는 소멸한다.

쌍을 이룬 토크전달면의 면들은 측면 영역(824a, 824b, 824c, 824d)에 의해 분리된다. 제1의, 쌍을 이룬 회전방지면(87a′, 87b′, 87c′, 87d′) 각각은 삽입기구가 임플란트에 대해 시계 방향으로 회전할 때 각각의 토크전달면(811a, 811b, 811c, 811d)과 협력하도록 의도되었고, 제2의, 쌍을 이룬 회전방지면(87a″, 87b″, 87c″, 87d″)은 삽입기구가 임플란트에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 동일한 토크전달면(811a, 811b, 811c, 811d)과 협력하도록 의도된다. 이는 모든 회전방지면을 사용하는 방식으로 어느 한 방향으로의 토크 전달이 일어나게 해준다.

그러나 다른 실시예에서 두 개의 직접적 토크 전달은 동일한 수의 토크전달면과 회전방지면에 의해 이루어질 수 있다. 상기 실시예는 도 9에 도시되었다. 나아가 오목한 부분(96)은 일정한 간격을 두고 위치한 3개의 돌출 암(arm 91)을 갖는 원 형태이다. 각각의 암(91)의 세로면이 회전방지면(97a, 97b, 97c, 97d, 97e, 97f)을 형성한다. 볼트(910)는 테이퍼 형태인 3 개의 암(92)을 갖는 교차부(cross)를 구비한다. 상기 암(92)의 테이퍼 면은 볼트(910)가 오목한 부분(96) 내에 수용되는 동안 제1 토크비전달위치(도 9에 도시)와 제2 토크전달위치 사이에서 회전가능한 토크전달면(911a, 911b, 911c, 911d, 911e, 911f)을 형성한다. 본 발명에 따르면 토크전달면(911a, 911b, 911c, 911d, 911e, 911f)이 회전방지면(97a, 97b, 97c, 97d, 97e, 97f)과 접촉하게 될 때, 접촉하는 면들 사이의 각도는 제1 토크비전달위치에서보다 작아진다. 그러나 본 실시예에서 토크를 전달하는 동안 모든 회전방지면들(97a, 97b, 97c, 97d, 97e, 97f)이 접촉하는 것은 아니다. 그 대신에 제1 세트의 토크전달면(911b, 911d, 911f)은 삽입기구가 시계 방향으로 회전할 때 제1 세트의 회전방지면(97b, 97d, 97f)에 토크를 전달하도록 접촉하게 되고, 제2 세트의 토크전달면(911a, 911c, 911e)은 삽입기구가 반시계 방향으로 회전할 때 제2 세트의 회전방지면(97a, 97c, 97e)에 토크를 전달하도록 접촉하게 된다. 따라서 본 실시예에서는, 쌍을 이룬 힘전달면을 제공하지 않고도 양 방향으로 토크를 전달할 수 있다.

상기 도면들에서 도시된 실시예 다수에서, 오목한 부분이 임플란트의 회전방지수단을 형성하는 것처럼 설명되었고 볼트가 삽입기구의 회전방지수단을 형성하는 것처럼 설명되었다. 그러나 각각의 실시예에서 상황은 역전되어 치아 임플란트는 볼트(10, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910)를 구비하고, 삽입기구는 오목한 부분(6, 36, 46, 56, 66, 86, 96)을 구비할 수도 있다. 따라서 이들 실시예에서 오목한 부분은 토크전달면을 구비하고 볼트는 회전방지면을 구비하게 될 것이다.

상술한 실시예는 예시 목적으로 사용될 뿐이고, 통상의 기술자라면 특허청구범위에 기재된 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.

2 : 결합구조
10, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910 : 볼트
6, 36, 46, 56, 66, 86, 96 : 오목한 부분

Claims (22)

1. 적어도 하나의 평면의 힘전달면을 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)의 형태로 구비한 비원형 단면 형상을 가지는 회전방지수단으로 구성된 치아 임플란트; 및
   적어도 하나의 평면의 힘전달면을 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)의 형태로 구비한 비원형 단면 형상을 가지는 회전방지수단으로 구성된 삽입기구를 포함하여 구성되고;
   상기 회전방지수단 중 어느 하나는 오목한 부분(6)을 형성하고, 상기 회전방지수단 중 나머지 하나는 회전축을 가지면서 오목한 부분(6) 안으로 회전축 방향으로 수용되도록 설계된 볼트(10)를 형성함으로서, 적어도 하나의 회전방지면과 적어도 하나의 토크전달면이 협력하여 파트 사이에 토크를 전달할 수 있게 되며;
   상기 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 상기 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)은 볼트(10)가 오목한 부분(6)에 수용되어 있는 동안에 상기 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 상기 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)이 거의 접촉하지 않거나 또는 전혀 접촉하지 않는 제1 토크비전달위치 및 상기 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 상기 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″)이 서로 최대한 접촉하는 제2 토크전달위치 사이에서 서로에 대해 회전할 수 있도록 배치되며, 상기에서 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″) 사이의 각도는 제1 위치에서보다 제2 위치에서 더 작은 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
2. 제1항에 있어서,
   상기 임플란트 및/또는 삽입기구는 적어도 2개, 바람직하게는 2개 내지 6개, 더 바람직하게는 3개 내지 4개, 가장 바람직하게는 4개의 힘전달면(7a, 7b, 7c, 7d)을 구비하는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
3. 제2항에 있어서,
   상기 회전방지수단 중 어느 하나는 적어도 하나의 힘전달면을 구비하고 회전방지수단 중 나머지 하나는 적어도 2개의 힘전달면을 구비하며, 상기 면들은 볼트(10)가 오목한 부분(6)에 수용되어 있는 동안에 어느 한 방향으로의 상대적 회전이 적어도 하나의 회전방지면과 적어도 하나의 토크전달면이 서로 최대한 접촉되도록 배치되고, 상기 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″) 사이의 각도는 제1 토크비전달위치에서보다 상기 위치에서 더 작은 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
4. 제3항에 있어서,
   상기 삽입기구와 임플란트는 동일한 수의 힘전달면을 구비하며, 상기 면들 중 다수는 삽입기구가 시계 방향으로 회전할 때 최대로 접촉하고 나머지 면들은 삽입기구가 반시계 방향으로 회전할 때 최대로 접촉하도록 설계된 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
5. 제3항에 있어서,
   상기 회전방지수단 중 하나는 회전방지수단 중 나머지 하나의 각각의 쌍을 이룬 평면의 힘전달면과 협력하기 위해 쌍을 이룬 평면의 힘전달면을 구비한 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
6. 제5항에 있어서,
   상기 쌍을 이룬 평면의 힘전달면들로 둘러싸인 각도는 150° ~ 178°, 바람직하게는 166° ~ 178°인 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 회전방지수단 중 나머지 하나는 각각의 힘전달면에 중앙의 컷아웃을 구비한 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
8. 제7항에 있어서,
   상기 쌍을 이룬 힘전달면 각각이 모여서 볼트가 오목한 부분에 수용될 때 컷아웃 내에 위치하는 중앙의 피크를 형성하는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하나의 임플란트 및 삽입기구의 회전방지수단은 정다각형인 기능성 단면을 구비한 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
10. 제11항에 있어서,
    상기 나머지 하나의 임플란트 및 삽입기구의 회전방지수단은 비정다각형인 기능성 단면을 구비한 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전방지수단 중 어느 하나는 2세트의 평면의 힘전달면을 구비하며, 상기에서 제1 세트는 삽입기구가 임플란트에 대해서 시계방향으로 회전할 때 나머지 하나의 회전방지수단의 힘전달면들 중에서 적어도 일부와 최대 접촉하도록 배치되며, 제2 세트는 삽입기구가 임플란트에 대해 반시계방향으로 회전할 때 나머지 하나의 회전방지수단의 힘전달면들 중에서 적어도 일부와 최대 접촉하도록 배치된 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
12. 제11항에 있어서,
    상기 각 세트의 평면의 힘전달면은 정다각형이며, 상기 다각형들은 동축을 가지나 서로 오프셋 회전된 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목한 부분의 기능성 횡단면 형상은 각 측면이 힘전달면을 형성하는 정다각형이며, 볼트의 횡단면 형상은 동일한 다각형의 기본 형상을 가지며, 상기 다각형의 각 측면은 모따기되어 쌍을 이룬 힘전달면을 형성함으로서 사용시 오목한 부분의 각각의 힘전달면이 볼트의 2개의 힘전달면에 접촉할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 토크비전달 위치에서 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″) 사이의 각도가 x/2 미만이고, x가 정다각형의 회전대칭 각도인 것을 특징으로 하는 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 토크비전달 위치에서 회전방지면(7a, 7b, 7c, 7d)과 토크전달면(11a′, 11a″; 11b′, 11b″; 11c′, 11c″; 11d′, 11d″) 사이의 각도는 15° 미만이며, 보다 바람직하게는 1° ~ 7°, 가장 바람직하게는 2° ~ 5°인 것을 특징으로 하는, 치아 임플란트와 환자의 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구의 결합구조.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 결합구조용 삽입기구
17. 근위말단; 및
    다수의 평면의 토크전달면을 구비하며 다각형의 기본 형상을 갖는 비원형 횡단면을 가지는 회전방지수단을 구비한 원위말단을 포함하여 구성되고, 상기에서 다각형의 각 측면은 모따기 되어 2개의 쌍을 이룬 평면의 토크전달면을 형성하는 것을 특징으로 하는 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구.
18. 제17항에 있어서,
    상기 2개의 평면의 토크전달면 사이의 각도는 150° ~ 178°, 바람직하게는 166° ~ 178°인 것을 특징으로 하는 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 각 측면의 2개의 모따기 면이 모여서 중앙의 피크를 형성하는 것을 특징으로 하는 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구.
20. 제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전방지수단의 모서리는 라운딩된 것을 특징으로 하는 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구.
21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기본 다각형은 사각형인 것을 특징으로 하는 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구.
22. 임플란트의 관상말단이 오목한 부분에 삽입되는 원위말단을 구비한 삽입기구에 있어서, 상기 원위말단의 형상은,
    임플란트 오목한 부분의 횡단면을 반영한 최초 횡단면을 생성하고;
    원위말단의 횡단면을 회전시켜 오목한 부분의 횡단면과 겹치게 하여 횡단면들 사이에 교차영역을 형성하며;
    교차영역이 미리 결정된 크기에 도달하면 회전을 멈추고 원위말단의 횡단면을 변경하여 오목한 부분의 횡단면과 겹치는 단면을 제거하여 제1 세트의 모따기 된 힘전달면을 형성하고;
    반대 방향으로 원위말단의 횡단면을 회전시켜 오목한 부분의 횡단면과 겹치게 하고 횡단면들 사이에 새로운 교차영역을 형성하며; 및
    교차영역이 미리 결정된 크기에 도달하면 회전을 멈추고 원위말단의 횡단면을 변경하여 오목한 부분의 횡단면과 겹치는 단면을 제거하여 제2 세트의 모따기 된 힘전달면을 형성하는 공정으로 구성된 방법에 따라 설계되고;
    필요시 각각의 모따기 된 면이 미리 결정된 표면 영역을 가질 때까지 상기 공정을 반복하는 것을 특징으로 하는 뼈 안으로 치아 임플란트를 삽입하기 위한 삽입기구.

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