KR20130079218A - 치아 임플란트용 연결 나사 - Google Patents

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KR20130079218A
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패트릭 쉬트레프
에드문트 수터
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스트라우만 홀딩 에이쥐
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Abstract

본 발명은 치아 임플란트(18)용 연결 나사(22)에 관한 것이다. 이 연결 나사(22)는 연결 나사(22)의 중앙 길이 방향 축(C)과 회전 공구(24)의 길이 방향 축(D)이 서로 예각을 이루어 배치되더라도 상업적으로 구입 가능한 회전 공구(24)에 의해 단단히 돌려 끼울 수 있다. 이 목적을 위해, 연결 나사(22)는 치아 임플란트(18)에 연결하기 위한 외측 나사산(48)을 구비한 샤프트 부(32) 및 상부 나사 단부(46)를 향해 개방되고 회전 공구(24)를 위한 조임 수단(50)이 일체로 형성되어 있는 블라인드-보어형(blind-bore-shaped) 오목부(36)를 구비한 머리부(34)를 가진다.

Description

치아 임플란트용 연결 나사{CONNECTING SCREW FOR A DENTAL IMPLANT}
본 발명은 치아 임플란트용 연결 나사에 관한 것이다.
턱에 삽입되는 치아 임플란트(고정 파트라고도 함) 및 거기에 고정되는 지대치(abutment)(본체 파트 또는 부차적 파트라고도 함)를 포함하여 구성되는 치과 보철물이 의치로서 잘 알려져 있으며, 이러한 두 파트들은 또한 하나의 유닛으로 (즉, 단일체로 그리고 일체로) 만들어질 수 있다. 금속 또는 세라믹스로 제조되는 것이 바람직하고, 플라스틱 또는 폴리머 화합물들로 제조되는 것이 또한 가능한, 지대치는 나사에 의해 치아 임플란트에 비양압 또는 양압 끼워맞춤(positive fit)으로 연결된다. 이 나사는 강철로 제조되는 실시예들도 가능하기는 하지만, 티타늄으로 제조되는 것이 바람직하다.
치형에 맞추어진 보철물은 환자의 뼈에 삽입된 임플란트가 아물자마자 삽입되는 것이 일반적이며, 이러한 삽입 과정은 치료 의사에 의해 수행된다. 치기공 연구소는 이를 위해 필요한 것으로서, 거기에 개별적으로 조립되는 치관(tooth crown) 또는 브릿지(bridge)가 구비된 지대치 및 (연결) 나사로 구성된, 보철 부재들을 공급한다. 지대치를 치아 임플란트에 고정시키기 위해, 지대치를 임플란트에 설치한 후에; 연결 나사를 지대치에 구멍을 통해 삽입한 다음에 치아 임플란트의 내측 나사산에 돌려 끼운다. 그에 따라 지대치와 치아 임플란트가 양압 끼워맞춤으로 상호 연결된다. 나사는 30 Nm 보다 큰 토크(torque)로, 일반적으로 약 35 Nm의 토크로 단단히 죄어지는 것이 일반적이다. 구강 내의 한정된 공간 조건으로 인해 그리고 치과 보철물의 크기 때문에, 이러한 연결 나사들은 치관에 꼭 맞도록 비교적 작아야 한다.
본 발명의 목적 내의 연결 나사는 지대치를 치아 임플란트에 고정시키기 위해 사용될 수 있을 뿐 아니라, 치관을 지대치, 중간-지대치(meso-abutment) 또는 (일체형) 치아 임플란트에 고정시키기 위해 사용될 수 있다.
이러한 유형의 연결 나사는, 예를 들어, 독일 특허 DE 20 2008 003 187 U1호에 공지되어 있다. 연결 나사는 또한 예를 들어, 유럽 특허 EP 1 972 297 A1호에 개시된 바와 같이, 2 파트들로 구성될 수도 있다.
이러한 연결 나사들은 샤프트 부(shaft portion)와 머리부(head portion)를 가지는 것이 일반적이다. 샤프트 부는 보통 머리부 보다 작은 직경을 가지며, 치아 임플란트 또는 지대치의 내측 나사산에 돌려 끼워지는 외측 나사산을 가지는 반면, 머리부는 연결될 때, 지대치 또는 치관에 있는 구멍의 내측 숄더부(shoulder)에 얹혀 있다. 또한, 회전 공구를 위한 조임 수단(engagement means)은 충분한 토크가 회전 공구의 도움을 받아 나사로 전달될 수 있도록 머리부에 일체로 형성되는 것이 일반적이다.
이 조임 수단은 예를 들어, 외부 또는 내부 육각 형상으로 또는 외부 또는 내부 별모양(torx)으로 형성될 수 있으며, 육각홀형 외부 또는 내부 드라이빙 구조(driving feature)라고도 할 수 있다. 본 명세서의 참고문헌을 이루는, 표준 EN DIN ISO 10664에는 나사를 위한 상응하는 내부 별모양이 기술되어 있다.
회전 공구는 나사의 조임 수단에 상응하는 대응 수단(counter means)을 포함하여 구성된다. 내부 별모양을 가진 나사에 토크를 전달하기에 적합한 회전 공구들은, 예를 들어, 본 명세서의 참고문헌을 이루는, 표준 EN DIN ISO 10664에 또한 명기되어 있다.
나사 머리 및 회전 공구의 다른 실시예는 예를 들어 독일 특허 DE 10 2004 026 769 A1호에 개시되어 있다.
치아 임플란트에 연결 나사를 고정시킬 때의 난제 중 하나는 지대치 또는 치관의 구멍의 길이 방향 축(longitudinal axis)이 내측 나사산 또는 치아 임플란트의 길이 방향 축의 연장 방향으로 정확히 놓이지 않고, 대신에 이 길이 방향 축들이 서로 특정 각도를 이루어 배치될 수 있다는 점이다. 지대치 또는 치관 내측의 구멍이 구부려지면 유사한 상황이 일어난다. 이러한 구성의 구멍의 결과로서, 구멍의 방출구(discharge opening)가 외부에서 보통은 보이지 않는 방식으로 치관에 배치될 수 있으며, 바꿔 말하면, 방출구가 치관의 혀 쪽에 또는 입천장 쪽에 배치될 수 있다. 그러나, 특정 환자의 해부학적 전제 조건들로 인해, 구멍이 굽거나, 치관의 구멍 및 임플란트의 캐비티가 서로 비스듬히 배치되는 것이 필요할 수도 있다.
두 경우 모두, 연결 나사를 지대치 또는 치관의 구멍을 통해 치아 임플란트의 내측 나사산에 삽입하기가 어려울 뿐만 아니라, 회전 공구 때문에 특히 나사를 단단히 조이기도 어려운데: 이러한 회전 공구는 조임 수단에 의해 구멍을 통해 연결 나사에 결합되어야 할 뿐만 아니라, 안정된 고정을 제공하기에 충분한 토크가 전달될 수 있는 방식으로 상기 연결 나사와 협력도 하여야 한다. 이를 위해, 나사의 조임 수단 및 회전 공구의 대응 수단은, 공구를 너무 많이 움직이지 않고 조임 수단이 손상되지 않도록, 가능한 한 서로 정확하게 꼭 들어맞아야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 지대치 또는 치관의 구멍의 길이 방향 축과 치아 임플란트의 내측 나사산의 길이 방향 축이 서로 각을 이루어, 특히 예각을 이루어 배치되거나 구멍이 굽더라도, 다시 말해서, 회전 공구가 그 중앙 길이 방향 축의 연장 방향으로 나사를 삽입할 수 없더라도, 회전 공구를 삽입시키고, 연결 나사를 단단히 조일 수 있게 하는 것이다.
예를 들어, 치관이 굽은 캐비티를 가지는, 국제 특허 공개 WO 2008/024062 A2호에서 유사한 목적이 달성된다. 가요성 축(flexible shaft)을 가지는 특수한 나사돌리개가 이 치관을 임플란트에 단단히 돌려 끼우기 위해 사용된다. 이 축은 예를 들어, 복수의 상호 연결된 와이어들에 의해 또는 와이어들로 둘러싸인, 예를 들어 플라스틱 또는 폴리머로 제조된, 가요성 코어(flexible core)에 의해 만들어질 수 있다. 국제 특허 공개 WO 2008/024062 A2호에 개시된 이러한 나사돌리개는 축의 구역 내에서 구부려질 수 있고, 따라서 치관의 굽은 캐비티에 맞추어질 수 있다.
국제 특허 공개 WO 2008/116834 A1호에는 또한 나사를 굽은 캐비티에 단단히 조일 수 있는 특수한 나사돌리개가 개시되어 있다. 이 나사돌리개는 축 평면(axial plane)에 실질적으로 원형의 단면을 그리고 방사 방향 평면(radial plane)에 실질적으로 다각형의 단면을 가지는 선단(tip)을 가진다. 또한, 다각형은 연결 나사에 대한 토크의 전달을 개선하기 위해 상이한 길이를 가지는 적어도 두 개의 측면들을 가지며, 이 경우에 연결 나사는 국제 특허 공개 WO 2008/116834 A1호에 의한 나사돌리개가 삽입될 수 있는, 상응하는 형상을 가진 조임 홈부를 가져야 한다.
따라서, 종래 기술에서는 위에 설명한 목적이, 나사가 그에 맞추어져 제작되어야 하는, 특수한 형상을 가진 나사돌리개를 사용하여 달성된다.
본 발명은 회전 공구의 길이 방향 축이 연결 나사의 길이 방향 축과 일치하지 않을 때, 마찬가지로 토크를 치아 임플란트용 연결 나사에 전달시킬 수 있는 더 단순한 해결책을 제공할 것이다. 특히, 상업적으로 구입 가능한 회전 공구의 사용이 가능하게 된다.
상기 목적은 특허청구범위 청구항 1에 의한 연결 나사를 제공함으로써 달성된다. 바람직한 실시예들이 종속항들에 개시되어 있다.
본 발명에 의한 치아 임플란트용 연결 나사는 하부 나사 단부를 구비한 샤프트 부 및 상기 하부 나사 단부의 맞은 편에 위치한 상부 나사 단부를 구비한 머리부를 포함하여 구성되고, 상기 샤프트 부와 머리부가 연결 나사의 중앙 길이 방향 축(C)을 따라 배치된다. 샤프트 부는 실질적으로 원통형 또는 원뿔형인 것이 일반적이며, 치아 임플란트에 연결하기 위한 외측 나사산을 가진다. 머리부는 마찬가지로 실질적으로 원통형 또는 원뿔형인 것이 일반적이며, 상부 나사 단부를 향해 개방되고 회전 공구를 위한 조임 수단이 일체로 형성되어 있는 블라인드-보어형(blind-bore-shaped) 오목부를 가진다. 회전 공구는 토크가 회전 공구로부터 조임 수단으로 전달될 수 있도록 이 조임 수단에 그리고 그에 따라 연결 나사에 착탈 가능하게 연결될 수 있다.
블라인드-보어형 오목부는 하부 나사 단부를 향해 조임 수단 아래로 방사상으로 확장되고, 언더컷(undercut)(58)을 형성한다.
조임 수단은, 방사 방향으로 안쪽을 향하고 원주 방향으로 균일하게 분포되며 각각 내부 정점(inner apex)을 가지는 복수의 조임 돌기부들을 구비하며, 각기 두 개의 인접한 조임 돌기부들 사이의 중앙에, 방사 방향으로 바깥쪽을 향하고, 각 경우에 외부 정점(outer apex)을 구비한 조임 홈부를 가진다.
각각 지름 방향으로 마주보게 위치한 두 개의 외부 정점들은 서로로부터 제1 거리(A)를 두고 배치되고, 각각 지름 방향으로 마주보게 위치한 두 개의 내부 정점들은 서로로부터 제2 거리(B)를 두고 배치된다. 제1 거리(A) 대 제2 거리(B)의 A:B 비율은 1.4 보다 큰 것이 바람직하다.
상기 하부 나사 단부의 방향으로 안쪽을 향해 방사상으로 내려가는 상부 단부 면(upper end face)에 의해 그리고 상기 언더컷으로부터 상기 상부 나사 단부로 안쪽을 향해 방사상으로 올라가는 하부 언더컷 면에 의해 구획되는(define), 적어도 하나의 드라이빙 면(driving surface)은, 조임 돌기부들과 조임 홈부들 위로 연장된다. 상부 경계선은 상기 단부 면과 상기 적어도 하나의 드라이빙 면 사이에 뻗어 있고, 하부 경계선은 상기 언더컷 면과 상기 적어도 하나의 드라이빙 면 사이에 뻗어 있다.
상기 상부 경계선과 상기 하부 경계선은 상기 조임 홈부들의 상기 외부 정점들의 구역에 서로로부터 외측 거리(Da) 만큼 떨어져 있다.
본 발명에 의한 연결 나사는, 상기 조임 돌기부들의 상기 내부 정점들의 구역에서 상기 상부 경계선과 상기 하부 경계선 사이의 내측 거리(Di) 대 상기 외측 거리(Da)의 Di:Da 비율이 0.5 보다 작다.
본 발명에 의한 조임 수단의 실시예 덕분에, 회전 공구는 나사의 조임 수단에 비스듬히 삽입될 수도 있는데, 다시 말해서, 연결 나사의 길이 방향 축(C)과 회전 공구의 회전 축(D)이 서로에 대해 각도(γ)를 이루어 배열될 때도 삽입될 수 있다. 이 각도(γ)의 정의에 대해서는 아래에 더 상세히 기술되어 있고 본 출원 전체에 적용 가능한 도 1a와 도 1b에 대한 설명이 참고가 된다.
이 각도(γ)는 일반적으로 예각이며, 20˚ 까지, 바람직하게는 30˚ 까지일 수 있다. 그러나, 그와 동시에 회전 공구로부터 연결 나사로의 토크 전달은 결코 훼손되지 않는다. 따라서 충분한 토크가 전달될 수 있고, 그것으로 인해 연결 나사의 안정된 고정이 보장된다. 특히, 연결 나사를 손상시키거나 다른 방식으로 악영향을 주지 않고 35 Nm까지의 토크가 어려움 없이 전달될 수 있다. 임플란트, 지대치, 치관 및 나사의 형상 및 종류에 따라, 약 15 내지 35 Nm의 토크가 일반적으로 전달된다.
본 발명에 의한 연결 나사의 중요한 장점은 연결 나사를 돌려 끼우기 위해 상업적으로 구입 가능한 회전 공구를 사용할 수 있다는 사실에 있다. 이에 따라 특수하게 설계되거나 변형된 회전 공구를 사용할 필요가 없다.
조임 홈부들의 외부 정점들은, 예를 들어, 표준 내부 별모양(standard internal torx) 또는 표준 내부 육각 형상을 가지는 경우와 마찬가지로 정점 선들(apex lines)이다. 정점 선들은 적어도 대략적으로 연결 나사의 중앙 길이 방향 축(C)과 평행하고, 각기 동일한 높이를 가지며, 방사 방향으로 측정하면, 각기 중앙 길이 방향 축(C)으로부터 동일한 거리를 두고 배치된다.
상부 경계선과 하부 경계선은 조임 돌기부들의 내부 정점들의 구역에 서로 인접하게 배치된다. 따라서 내부 정점들의 구역에서 내측 거리(Di)는 외부 정점들의 구역에서 외측 거리(Da) 보다 작으며, 두 경계선들이 서로를 향해 외부 정점들로부터 내부 정점들 쪽으로 나아간다.
블라인드-보어형 오목부가 조임 수단 아래로 확장되고, 언더컷을 형성하기 때문에, 회전 공구의 선단은 오목부의 하부 구역에서 바깥쪽을 행해 더 돌출될 수 있으며, 다시 말해서 연결 나사의 중앙 길이 방향 축(C)으로부터 더 멀리 돌출될 수 있다. 위에 특정된 비율 Di:Da과 함께, 이것은 진행 과정 중에 토크의 전달을 손상시키지 않고 회전 공구의 길이 방향 축(D)이 연결 나사의 길이 방향 축(C)에 대해 굽을 수 있게 한다. 특히, 회전 공구와 연결 나사는, 실질적으로 방사상으로 배치되는, 여전히 충분히 넓은 접촉 면적을 가진다.
바람직한 실시예에서, Di:Da 비율은 0.3 미만, 바람직하게는 0.2 미만, 그리고 더욱 바람직하게는 0.1 미만이다. 따라서, 내측 거리(Di)가 더 작으면, 다시 말해서 상부 경계선과 하부 경계선이 내부 정점들의 구역에서 서로 인접하게 배치되면, Di:Da 비율은 본질적으로 더 작다. 상부 경계선과 하부 경계선을 내부 정점들의 구역에서 서로를 향해 접근하게 함으로써, 다시 말해서 내측 거리(Di)를 감소시킴으로써, 회전 공구가 여전히 조임 수단에 삽입될 수 있고 원하는 토크를 전달할 수 있는 각도(γ)가 더 커진다.
바람직한 실시예에 의하면, 상부 경계선과 하부 경계선은 적어도 대략적으로 서로 접촉하나, 조임 돌기부들의 내부 정점들의 구역에서는, 실제로 서로 접촉하지 않는 것이 바람직하다. 이것은 실질적으로 원주 방향으로 뻗어나가는 상부 경계선과 하부 경계선이 내부 정점에 원주 방향으로 접근할 때 서로를 향해 점점 더 접근해서, 바람직하게는 서로 접촉하고, 다시 말해서 정점에서 만나며, 그렇게 하여 하나의 꼭지점을 형성한다는 것을 의미한다. 따라서 조임 돌기부들은 피라미드-선단형 외형(pyramid-tip-shaped contour)을 가진다. 그러므로 조임 돌기부들의 내부 정점들은 적어도 거의 뽀족한 형상을 가지며; 이러한 뽀족점들은 꼭지점들인 것이 바람직하다. 이러한 꼭지점들은 모두가 연결 나사의 중앙 길이 방향 축(C)과 수직을 이루게 놓인 평면상에 있으며, 이 평면에서 측정한 바에 의하면, 그 모두가 나사의 중앙 길이 방향 축(C)으로부터 동일한 거리를 가진다. 따라서, 연결 나사의 길이 방향 축과 수직을 이루게 놓인 평면상에 있고 그 중점이 연결 나사의 중앙 길이 방향 축(C) 위에 놓여 있는, 원 위에 모든 꼭지점들이 있다.
이와 달리, 상부 경계선과 하부 경계선이 내부 정점들의 구역에서 서로 바로 거의 접촉하는 것이 또한 가능하며, 바꾸어 말하면, Di:Da 비율이, 사실은 작을 수 있으나, > 0 이다. 이 경우 역시, 두 경계선들이 내부 정점에 원주 방향으로 접근하면 상기 두 경계선들 사이의 거리가 점점 더 감소되지만; 상부 경계선과 하부 경계선은 결코 실제로 서로 접촉하지 않는다.
상부 경계선과 하부 경계선 사이의 내측 거리(Di)는 바람직하게는 0.1 mm 미만이며, 더욱 바람직하게는 0.05 mm 미만이고, 구체적으로는 0.0mm 이다.
외측 거리(Da)는 일반적으로 0.3 mm와 0.8 mm 사이이고, 바람직하게는 0.3 mm와 0.6 mm 사이이며, 구체적으로는 0.4 mm 이다.
바람직한 실시예에 의하면, 상부 경계선과 하부 경계선 사이의 연결선은 커브이며, 다시 말해서 내부 정점에서 연결 나사의 중앙 길이 방향 축(C)을 향해 둥글게 되어 있다. 이것은 회전 공구를 비스듬히 삽입시키는 것을 손쉽게 만든다. 경계선의 굴곡은 경계선이 원의 일부분을 형성하도록 전체에 걸쳐 동일할 수 있거나, 하부 경계선의 방향으로 증가하거나 감소할 수 있는데, 감소하는 것이 바람직하다. 이러한 굽은 연결선의 반경은 예를 들어 약 0.1 mm 일 수 있다.
바람직한 실시예에서, A:B 비율은 1.4 보다 크고, 구체적으로는 1.45 보다 크지만, 바람직하게는 1.55 보다 크지 않고, 더욱 바람직하게는 약 1.5 이다. 이 경우 역시, 회전 공구 및 나사의 조임 수단 사이의 접촉 면적이 또한 충분히 크다는 것을 조건으로 하여, A:B의 더 큰 비율이 더 큰 각도를 가능하게 할 수 있다.
제1 거리(A)는 바람직하게는 1.8 mm 내지 2.0 mm 이고, 구체적으로는 1.9 mm 이다.
제2 거리(B)는 바람직하게는 1.2 mm 내지 1.4 mm 이고, 구체적으로는 1.3 mm 이다.
본 발명에 의한 연결 나사의 조임 수단은 각각 3개와 8개 사이의 조임 돌기부들과 조임 홈부들을 가지는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 조임 수단은, 바람직하게는 원주 방향으로 만곡된, 6개의 조임 돌기부들과 6개의 조임 홈부들을 가진다. 그러므로 본 발명에 의한 나사는, 육각홀형(hexalobular) 내부 드라이빙 구조라고도 하는, 변형된 내부 별모양 형태를 가지는 조임 수단을 가지는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 의한 나사는 상응하는 상업적으로 구입 가능한 회전 공구를 사용하여 돌려 끼울 수 있다는 것이 중요하다. 이와 관련하여, 위에 언급한 표준 EN DIN ISO 10664가 참고가 된다. 6개의 조임 돌기부들과 6개의 조임 홈부들의 사용으로, 각각의 두 개의 인접한 외부 정점들 사이의 각 거리(angular distance)는 60˚이며, 따라서 외부 정점들은 등변 육각형을 형성한다. 두 개의 인접한 내부 정점들 사이의 각 거리에도 이와 동일한 것이 적용되는데, 여기서도 내부 정점들이 마찬가지로 등변 육각형을 형성한다.
바람직한 실시예에서, 블라인드-보어형 오목부는 추가적으로 내측 나사산을 가진다. 이러한 내측 나사산은 지대치 또는 또 하나의 보철 부재에 대한 연결을 위해 사용될 수 있다. 내측 나사산은 조임 수단과 언더컷 아래에 배치되는 것이 바람직하며, 다시 말해서 하부 나사 단부에 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 블라인드-보어형 오목부는 위에 설명한 조임 수단 아래에 배치되는, 내부 육각 형상부, 구체적으로는 표준 EN DIN ISO 10664에 의한 내부 육각 형상부를 추가적으로 가진다. 연결 나사의 사용으로, 회전 공구는, 토크가 전달될 수 있도록, 각도(γ)로 그리고 상기 연결 나사의 중앙 길이 방향 축(C)의 연장 방향으로, 연결 나사에 착탈 가능하게 연결될 수 있다. 회전 공구는 일직선으로, 다시 말해서 중앙 길이 방향 축(C)의 연장 방향으로, 삽입되어, 하부 내부 육각 형상부에 연결되어야 하며; 반면에, 만약, 회전 공구가 각도(γ)로 삽입되면, 그것은 그렇게 상부 조임 수단과 협력한다. 따라서 본 발명에 의한 연결 나사는 다목적으로 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 샤프트 부는 1.0 mm 내지 2.2 mm, 그리고 구체적으로는 1.6 mm의 외경을 가진다.
바람직한 실시예에서, 머리부는 1.5 mm 내지 3.5 mm, 그리고 구체적으로는 2.5 mm의 외경을 가진다.
바람직한 실시예에서, 샤프트 부는 높이가 5.0 mm 내지 10.0 mm, 그리고 구체적으로는 7.0 mm 이다.
바람직한 실시예에서, 머리부는 높이가 0.8 mm 내지 1.6 mm, 그리고 구체적으로는 1.2 mm 이다.
나사 부분들의 직경 및 높이에 대한 상기 치수들은 공지된 치아 임플란트 시스템들에 현재 일반적으로 사용되는 연결 나사들의 치수들에 상응한다. 연결 나사의 용도에 따라, 더 크거나 더 작은 외경들과 높이들을 선택하는 것이 가능할 수 있음은 물론이다.
바람직한 실시예에서, 연결 나사는 금속 또는 세라믹스, 특히, 티타늄, 티타늄 합금, 스테인리스 스틸 또는 산화지르코늄으로 구성된다. 이러한 물질들은 치아 임플란트 분야에 적용하기에 충분한 안정성을 나타내고, 어려움 없이 원하는 형상으로 만들어질 수도 있기 때문에 특히 아주 적합하다. 또한, 이러한 물질들로 제조된 연결 나사들은 쉽게 세척 및 살균할 수 있는데, 이것은 감염 및 다른 바람직하지 않은 부작용들을 방지하기 위해 이식학(implantology)에서의 용도에 필수적이다.
본 발명에 의한 연결 나사는 단일체로 형성되는 것이 바람직하다. 이것은 나사의 세척과 살균을 용이하게 한다.
바람직한 실시예에서, 언더컷 면의 면 법선(surface normal)은 연결 나사의 길이 방향 축(C)에 대해 20˚ 내지 60˚, 바람직하게는 30˚ 내지 50˚의 각도(α)를 이룬다. 이 각도(α)의 정의에 대해서는 아래에 더 상세히 기술되어 있고 본 출원 전체에 적용 가능한 도 4와 도 5에 대한 설명이 참고가 된다. 언더컷 면이 비교적 가파르게 형성된 구성의 결과로서 회전 공구를 연결 나사에 삽입하기가 용이하다.
바람직한 실시예에서, 나사의 길이 방향 축과 나사돌리개의 길이 방향 축이 서로 예각을 이루어 배치되더라도, 상업적으로 구입 가능한 토룩스 나사돌리개(torx screwdriver)가 본 발명에 의한 연결 나사의 조임 수단에 삽입될 수 있다. 특히, 나사돌리개는 나사의 길이 방향 축(C)에 대해, 15˚ 까지의 각도(γ), 바람직하게는 20˚ 까지의 각도(γ), 바람직하게는 30˚ 까지의 각도(γ)로 조임 수단에 삽입될 수 있다. 이것은 어려운 경우에도 문제 없이 삽입할 수 있게 한다.
바람직한 실시예에서, 샤프트 부분 보다 큰 외경을 가지며, 고리형 숄더 면(annular shoulder surface)이 머리부 사이에 뻗어 있는, 적어도 실질적으로 둥근 원통형인 외형을 머리부가 가진다. 이러한 구성의 결과로서, 나사가 미리 정해진 깊이까지만, 구체적으로는 숄더 면이 지대치의 상응하는 반대쪽 면에 맞닿게 될 때까지만, 치아 임플란트에 삽입되어, 임플란트와 지대치가 단단히 상호 연결될 수 있다.
고리형 숄더 면의 면 법선이 연결 나사의 길이 방향 축(C)에 대해 0˚ 내지 45˚, 구체적으로 약 30˚의 각도(β)를 이루는 것이 특히 바람직하다. 이 각도(β)의 정의에 대해서는 아래에 더 상세히 기술되어 있고 본 출원 전체에 적용 가능한 도 4와 도 5에 대한 설명이 참고가 된다.
본 발명에 의한 연결 나사는 개별적으로 또는 유사한 연결 나사들 및/또는 적합한 회전 공구를 더 포함하는 하나의 세트의 부품으로서 구입할 수 있다. 이와 달리, 연결 나사를 치아 임플란트 및/또는 지대치와 결합시키는 것이 또한 가능할 것이다. 또한, 이러한 세트 내의 개별적인 구성요소들의 수는 원하는 대로 달라질 수 있음은 물론이다.
본 발명에 의한 연결 나사의 세가지 바람직한 실시예들을 다음의 도면들을 기초로 더욱 상세히 설명하기로 하며, 전적으로 개략적으로 도시된 도면들 중에서:
도 1a는 상업적으로 구입 가능한 회전 공구에 의해 본 발명에 의한 연결 나사를 돌려 끼우는 것을 보여주고;
도 1b는 도 1a의 나사 머리 및 회전 공구의 확대도를 보여주며;
도 2는 본 발명에 의한 연결 나사의 바람직한 제1 실시예의 사시도를 보여주고;
도 3a는 상업적으로 구입 가능한 회전 공구의 사시도를 보여주며;
도 3b는 도 3a의 회전 공구의 선단의 확대도를 보여주고;
도 4는 본 발명에 의한 연결 나사의 바람직한 제1 실시예의 머리부를 관통하는 단면을 보여주며;
도 5는 본 발명에 의한 연결 나사의 바람직한 제2 실시예의 머리부를 관통하는 단면을 보여주고;
도 6은 종래 기술에 의한 표준 내부 별모양을 가진 연결 나사의 머리부를 관통하는 단면을 보여주며;
도 7은 도 4의 연결 나사의 상단부의 평면도를 보여주고;
도 8은 도 4의 연결 나사의 조임 수단의 확대도를 보여주며;
도 9a 내지 도 9d는 각각 회전 공구에 연결된, 본 발명에 의한 연결 나사의 머리부를 관통하는 단면을 보여주고; 그리고
도 10은 본 발명에 의한 연결 나사의 바람직한 제3 실시예의 머리부를 관통하는 단면을 보여준다.
도 1a는 턱뼈(12), 턱뼈(12)를 둘러싼 연부 조직(14), 복수의 남아 있는, 천연 치아들(16), 및 치아 임플란트(18)와 치관(20)으로 구성된 인공 의치가 있는 환자의 상악골(10)의 일부분을 보여준다. 치관(20)은 본 발명에 의한 연결 나사(22)에 의해 치아 임플란트(18)에 연결된다. 이를 위해, 상업적으로 구입 가능한 회전 공구(24)의 도움을 받아 토크(M)가 연결 나사(22)에 전달되고, 따라서 상기 연결 나사가 치아 임플란트(18)에 돌려 끼워진다. 다음의 설명이 또한 하악골에도 비슷하게 적용됨은 물론이다.
도시된 치아 임플란트(18)는 환자의 턱뼈(12)에 거의 완전히 박힌, 일체형 "뼈 수준 임플란트"(one part "bone-level implant")이다. 치아 임플란트(18)는 실질적으로 둥근 원통형이며, 일반적으로 금속, 예를 들어 티타늄 또는 티타늄 합금, 또는 세라믹스, 예를 들어, 이산화지르코늄으로 구성되고, 턱뼈(12)에 고정시키기 위한 외측 나사산을 가진다. 또한, 치아 임플란트(18)는 치아 임플란트(18)의 중앙 길이 방향 축과 평행하게 뻗어 있고 연결 나사(22)가 거기에 돌려 끼워질 수 있는, 내측 나사산을 구비한 실질적으로 둥근 원통형 캐비티(26)를 가진다. 치아 임플란트(18)의 그리고 그에 따라 중앙 길이 방향 축의 정렬 또는 배향은 실질적으로 턱뼈(22)에 의해 그리고 주위의 천연 (또는 인공) 치아들(16)의 위치에 의해 결정된다.
일반적으로 세라믹스로 구성되는 치관(20)은 연부 조직(14)으로부터 환자의 구강쪽으로 돌출된다. 이와 달리, 치관(20)이 차례로 끼워질 지대치(도시되지 않음)에 치아 임플란트(18)를 연결하는 것이 또한 가능할 것이다. 치관(20)은, 연결 나사(22)가 그곳을 통해 삽입될 수 있는 방출구(30)를 가진, 계속 이어지는 원통형 구멍(28)을 가진다. 방출구(30)는 구강의 바깥쪽에서 보이지 않도록 치관(20)의 내측에, 다시 말해서 혀 쪽에 또는 입천장 쪽에 배치된다.
도 1a에 도시된 의치의 경우에, 치아 임플란트(18)의 캐비티(26)와 치관(20)의 구멍(28)은 서로 예각(γ)을 이루어 배치된다. 이것은 회전 공구(24)의 중앙 길이 방향 축(D)이 마찬가지로 치아 임플란트(18)의 중앙 길이 방향 축에 대해 각도(γ)로 기울여져야 하는 반면, 회전 공구(24)는 토크(M)의 전달을 위해 연결 나사(22)에 삽입되거나 연결 나사(22)와 결합된다는 것을 의미한다. 이 각도(γ)는 20˚ 까지, 바람직하게는 30˚ 까지일 수 있다.
본 발명에 의한 연결 나사(22)는 샤프트 부(32)와 머리부(34)를 포함하여 구성된다. 샤프트 부(32)는 치아 임플란트(18)에 연결하기 위한 외측 나사산을 가진다. 머리부(213)는 회전 공구(24)가 연결 나사(22)에 대한 착탈 가능한 연결을 위해 삽입될 수 있는, 블라인드-보어형 오목부(36)를 가진다. 연결 나사(22)는 그것의 중앙 길이 방향 축(C)이 치아 임플란트의 중앙 길이 방향 축과 일치하도록 치아 임플란트(18)의 캐비티(26)에 삽입된다.
도 1a에 도시된 회전 공구(24)는 외부 별모양을 포함하여 구성되는 상업적으로 구입 가능한 나사돌리개이다. 회전 공구(24)는 사용자의 손가락들로 잡을 수 있는 그립부(grip part)(38) 및 거기에 연결되고 선단(42)을 포함하는 작동부(working part)(40)를 포함하여 구성된다. 선단(42)은 연결 나사(22)에 일시적으로 결합하여, 거기에 토크(M)를 전달하기 위해 사용된다. 이를 위해, 선단(42)은 연결 나사(22)의 블라인드-보어형 오목부(36)에 삽입된다.
도 1b는 연결 나사(22)와 회전 공구(24) 사이의 착탈 가능한 연결이 도시되어 있는, 도 1a의 확대 상세도를 보여준다. 이 경우 역시, 치아 임플란트(18)와 연결 나사(22)의 중앙 길이 방향 축이 회전 공구의 중앙 길이 방향 축(D)에 대해 예각으로 기울어진 것을 명확히 볼 수 있다. 본 발명에 의한 이 실시예의 연결 나사(22)로 인해 이러한 경사에도 불구하고 토크(M)가 어려움 없이 전달되는 것이 보장된다.
도 2는 본 발명에 의한 연결 나사(22)의 바람직한 제1 실시예의 사시도를 보여준다. 이 나사는 하부 나사 단부(44)를 구비한 샤프트 부(32) 및 상부 나사 단부(46)를 구비한 머리부(34)를 포함하여 구성되며, 바람직하게는 금속 또는 세라믹스, 특히, 티타늄, 티타늄 합금, 스테인리스 스틸 또는 산화지르코늄으로 구성된다. 연결 나사(22)는 일체형으로 만들어지는 것이 특히 바람직하다. 샤프트 부(32)는 치아 임플란트(18)(여기에 도시되지 않음)에 연결하기 위한 외측 나사산(48)을 가진다. 머리부(34)는 상부 나사 단부(46)를 향해 개방되고, 회전 공구(24)(여기에 도시되지 않음)를 위한 조임 수단(50)이 일체로 형성된, 블라인드-보어형 오목부(36)를 포함하여 구성된다.
도 2에 도시된 연결 나사(22)의 경우에, 샤프트 부(32)와 머리부(34)가 둘 다 실질적으로 둥근 원통형이다. 샤프트 부(32)는 머리부(34) 보다 폭이 더 좁지만 높이가 더 길다. 샤프트 부(32)는 외측 나사산(48) 위에 원주형 홈(circumferential groove)(52)을 가진다.
도 3a와 도 3b는 연결 나사(22)(여기에 도시되지 않음)를 치아 임플란트(18)(여기에 도시되지 않음)에 돌려 끼우기 위해 현재 일반적으로 사용되는, 상업적으로 구입 가능한 회전 공구(24)를 보여준다. 이 회전 공구(24)는 그립부(38) 및 거기에 연결되고 선단(42)을 포함하는 작동부(40)를 포함하여 구성된다. 도 3b에 확대하여 도시되어 있는 선단(42)은 연결 나사(22)에 일시적으로 결합하여, 거기에 토크를 전달하기 위해 사용된다. 이를 위해, 도시된 선단(42)은 원주 방향으로 균일하게 분포되고, 방사상으로 밖을 향하며, 원주 방향으로 만곡된, 6개의 돌기부들(54)을 가지며, 상기 각각의 돌기부들 사이에 배치된, 마찬가지로 원주 방향으로 만곡된, 방사상으로 안쪽을 향하는 홈부(56)를 가진다. 이 돌기부들(54)과 홈부들(56)은 연결 나사(22)(여기에 도시되지 않음)의 조임 수단(50)과 협력하기 위한 것이다. 도 3a 및 3b에 도시된 회전 공구(24)는 따라서 외부 별모양 또는 육각홀형 외부 드라이빙 구조를 가진다. 이와 달리, 연결 나사(22)의 조임 수단(50)의 실시예에 따라, 연결 나사의 상기 조임 수단과 짝을 이루는 다른 상업적으로 구입 가능한 회전 공구를 사용하는 것이 또한 가능할 것이다.
도 4와 도 5는 각각 본 발명에 의한 연결 나사(22)의 머리부(34)를 관통하는 단면을 보여주는 반면, 도 6은 표준 내부 별모양을 가진 나사의 머리부(134)를 관통하는 단면을 보여준다. 구별을 위해, 표준 내부 별모양을 가진 구성요소들은 각기 아래에 100번대로 표기된 도면 부호를 가지는 반면, 위에 사용된 번호 부여는 본 발명에 의한 연결 나사(22)의 경우에 계속된다.
세 개의 머리부들(34, 134)은 모두 상부 나사 단부(46, 146)를 향해 개방되고 회전 공구를 위해 거기에 일체로 형성된 조임 수단(50, 150)을 포함하여 구성되는, 블라인드-보어형 오목부(36, 136)를 가진다. 블라인드-보어형 오목부(36, 135)는 조임 수단(50, 150) 아래로 확장되고, 언더컷(58, 158)을 형성한다.
조임 수단(50, 150)은 각각 방사 방향으로 안쪽을 향하는 복수의(도시된 각 경우들에서는 6개의) 만곡된 조임 돌기부들(60, 160)을 포함하여 구성된다. 이 조임 돌기부들(60, 160)은 각각 내부 정점(62, 162)을 가진다. 도 6에 따른 표준 내부 별모양의 경우에 그리고 도 5에 따른 실시예에서 이 내부 정점(62, 162)은 정점 선 또는 정점 면(apex line or apex surface)으로서 설계되는 반면, 도 4에 따른 실시예에서 내부 정점(60)은 점과 같거나 적어도 거의 점과 같다. 각 경우에 방사 방향으로 밖을 향하고 외부 정점(66, 166)을 가지는 만곡된 조임 홈부(64, 164)는, 각각의 조임 돌기부들(60, 160) 사이에 원주 방향으로 위치된다. 외부 정점들(66, 166)은 세 경우 모두에서 정점 선들로서 형성된다.
추가적인 차이점은 표준 내부 별모양의 경우에 그리고 도 5에 따른 실시예에서, 원주 방향으로 나사의 길이 방향 축(C)과 실질적으로 평행하게 뻗어 있는 개개의 연속 드라이빙 면(68, 168)이 조임 돌기부들(60, 160) 및 조임 홈부들(64, 164) 위로 연장되는 반면, 도 4에 따른 실시예의 드라이빙 면(68)은, 내부 꼭지점들(62)에서 서로 접촉하는, 복수의 (도시된 경우에서는 6개의) 개별적인 부분들로 분할된다는 사실에 있다. 그러나, 도 5에 따른 본 발명에 의한 실시예에서, 드라이빙 면(68)은 내부 정점(62)의 구역이 도 6에 따른 상업적으로 구입 가능한 나사의 드라이빙 면(168)을 가지는 경우 보다 더 심하게 많이 좁아진다.
드라이빙 면들(68, 168)은 한 쪽이 방사상으로 안쪽을 향해 내려가는 단부 면(70, 170)에 의해 그리고 나머지 한 쪽이 언더컷(58, 158)으로부터 방사상으로 안쪽을 향해 올라가는 하부 언더컷 면(72, 172)에 의해 축 방향으로 구획된다. 상부 경계선(74, 174)은 단부 면(70, 170)과 적어도 하나의 드라이빙 면(68, 168) 사이에 뻗어 있고, 하부 경계선(76, 176)은 언더컷 면(72, 172)과 적어도 하나의 드라이빙 면(68, 168) 사이에 뻗어 있다.
도 6에 따른 표준 내부 별모양의 경우에 그리고 도 5에 따른 실시예에서, 상부 경계선(74, 174)과 하부 경계선(76, 176))은 원주 전체에 걸쳐 서로 떨어져 있다. 그에 반해서, 도 4에 따른 특히 바람직한 실시예에서, 상부 경계선(74)과 하부 경계선(174)은 외부 정점들(66)의 구역에서 서로 떨어져 있는 반면, 이들은 내부 정점들(62)의 구역에서 서로 접촉한다. 도 4에 따른 실시예에서, 상부 경계선(74)과 하부 경계선(76)은 그렇게 각각 조임 돌기부들(60)에 꼭지점을 형성한다. 이 지점들 각각에서, 단부 면(end face)(70), 언더컷 면(72) 그리고 드라이빙 면(68)의 두 개의 인접한 부분들이 각각, 서로 접촉하고, 연결 나사(22)의 중앙 길이 방향 축을 향하는 피라미드-선단형 돌기부를 형성한다.
도 5와 도 6의 각 경우에, 연결선(77, 177)은 상부 경계선(74, 174)과 하부 경계선(76, 176)) 사이의 조임 수단(50, 150)의 표면 위에서 볼 수 있으며, 두 경우 모두에서 일직선의 형태를 가진다. 이에 반하여, 도면들에 도시되지 않은 바람직한 실시예에서, 이 연결선(77)은 휘어지며, 다시 말해서 연결 나사(22)의 중앙 길이 방향 축(C)을 향해 내부 정점(62)에서 상부 경계선(74)과 하부 경계선(76) 사이로 만곡된다.
외부 정점들(66, 166)의 구역에서, 상부 경계선(74, 174)과 하부 경계선(76, 176)은 외측 거리(Da) 만큼 서로 떨어져 있다. 내부 정점들(62, 162)의 구역에서, 상부 경계선(74, 174)과 하부 경계선(76, 176)은 내측 거리(Di) 만큼 서로 떨어져 있으며, 여기서, 본 발명에 의한 연결 나사의 경우에, (도 4에 도시된) 내측 거리(Di)는 또한 0 일 수 있다.
도 4와 도 5에 따른 본 발명에 의한 두 실시예들에서, Di:Da 비율은 기껏해야 0.5 이다. 이에 반하여, 도 6에 도시된 종래 기술의 나사의 경우에, Di:Da 비율은 더 크다.
본 발명에 의한 이러한 구성의 연결 나사(22)의 결과로서, 도 3a 및 도 3b의 상업적으로 구입 가능한 회전 공구(24)가 조임 수단(50)에 착탈 가능하게 연결되며, 연결 나사(22)의 길이 방향 축(C)이 회전 공구(24)의 길이 방향 축(D)에 대해 예각(γ)으로 배치되더라도, 토크를 전달하기 위해 사용될 수 있다. 회전 공구(24)의 선단(42)은 그렇게 연결 나사(22)의 머리부(34)의 블라인드-보어형 오목부(36)에 삽입되며, 조임 수단(55)과 협력한다. 그렇게 함으로써, 회전 공구(24)의 돌기부들(54)이 연결 나사(22)의 조임 홈부들(64)에 맞물리는 반면, 연결 나사(22)의 조임 돌기부들(60)이 회전 공구(24)의 홈부들(56)에 맞물린다. 따라서 회전 공구(24)로부터 연결 나사(22)로의 충분한 토크 전달이 가능하다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 회전 공구(24)의 길이 방향 축(D)이 연결 나사(22)의 길이 방향 축(C)에 대해 20˚ 까지의, 바람직하게는 30˚ 까지의 예각(γ)으로 배치되더라도, 회전 공구(24)의 선단(42)과 본 발명에 의한 연결 나사(22)의 조임 수단(50) 사이의 이러한 효과적인 연결이 그렇게 가능하다. 또한, 조임 수단(50)의 독특한 구성 덕분에, 본 발명에 의한 연결 나사(22)는, 회전 공구(24)의 선단(42)을, 회전 공구(24)와 연결 나사(22)의 두 길이 방향 축들(D, C) 사이의 20˚ 까지의, 바람직하게는 30˚ 까지의 예각으로도, 조임 수단(50)에 삽입하고 그로부터 빼내는 것을 가능케 한다.
블라인드-보어형 오목부는 조임 수단(50, 150) 아래로 확장되어 언더컷(58, 158)을 형성한다. 이 언더컷은 세 경우 모두에서 실질적으로 둥근 원통형이며, 언더컷 면(72, 172)에 의해 위쪽으로 구획된다. 위에 언급한 바와 같이, 언더컷 면(72, 172)은 언더컷(58, 158)으로부터 안쪽으로 올라가고, 그에 따라 연결 나사(22)의 길이 방향 축(C)에 대해 기울어진다. 언더컷 면(72, 172)에 대한 면 법선(E)은 길이 방향 축(C)에 대해 20˚ 내지 60˚, 바람직하게는 30˚ 내지 50˚의 각도(α)를 이룬다.
결국 지대치 또는 치관의 고정을 위한 체결부(fastening region)(보이지 않음)로 변환되는, 원뿔형의 테이퍼진 변환부(conically tapering transition region)(78, 178)는 차례로 하부 나사 단부(여기서 보이지 않음)의 방향으로 언더컷(58, 158)과 접한다.
도 4, 5 및 6에 도시된 나사들의 머리부(34, 134)는 실질적으로 둥근 원통형의 외형을 가진다. 머리부(34, 134)의 외경은 인접한 샤프트 부(32, 132) 보다 크며, 고리형 숄더 면(80, 180)이 머리부(34, 134)와 샤프트 부(32, 132) 사이에 뻗어 있다.
도 4에 도시된 실시예에서, 고리형 숄더 면(80)에 대한 면 법선(F)은 연결 나사(22)의 길이 방향 축(C)과 실질적으로 평행하게 배치되며, 이렇게 그것과 0˚의 각(β)을 이룬다. 도 5에 도시된 실시예에서, 고리형 숄더 면(80)에 대한 면 법선(F)은 연결 나사(22)의 길이 방향 축(C)과 약 30˚의 예각(β)을 이룬다.
그러나, 도 4와 도 5에 도시된 숄더 면들(80)에 더하여, 폭이 더 넓은 머리부(34)로부터 폭이 더 좁은 샤프트 부(32)로의 변환을 가능케 하는, 동일하거나 상이한 경사를 가진 복수의 숄더 면들의 모든 조합들을 또한 생각해낼 수 있다. 숄더 면(80)은, 조립될 때, 지대치 또는 치관(도시되지 않음)의 상응하는 반대쪽 면에 맞닿기 위한 것이며, 그에 따라 연결을 안정화시키는 동시에 연결 나사(22)가 너무 깊이 삽입되는 것을 방지하기 위한 것이다.
도 7은 도 4의 연결 나사(22)의 평면도를 보여준다. 블라인드-보어형 오목부(36)에 일체로 형성된 조임 수단(50)은, 각기 내부 정점(62)을 가지며, 방사 방향으로 안쪽을 향하고, 원주 방향으로 균일하게 분포되어 있는, 6개의 만곡된 조임 돌기부들(60)을 가지며, 외부 정점(66)을 구비하고, 방사 방향으로 바깥쪽을 향하며, 상기 각각의 조임 돌기부들 사이의 중앙에 위치된, 만곡된 조임 홈부(64)를 가진다. 지름 방향으로 마주보게 위치한 두 개의 외부 정점들(66) 사이의 거리는 A로 표시하는 한편, 지름 방향으로 마주보게 위치한 두 개의 내부 정점들(62) 사이의 거리는 B로 표시한다. A:B 비율은 본 발명에 의한 연결 나사(22)의 경우에 적어도 1.4 인 것이 바람직하다.
도 8은 도 4에 따른 본 발명에 의한 연결 나사(22)의 블라인드-보어형 오목부(36)의 조임 수단(50)의 상세한 확대 사시도를 보여준다. 이 경우에 일부 조임 돌기부들(60)은 각기 내부 정점(62)을 가지며, 일부 조임 홈부들(64)은 각기 외부 정점(66)을 가지는 것을 볼 수 있다. 단부 면(70)으로부터 상부 경계선(74)에 의해 위쪽으로 그리고 언더컷 면(72)으로부터 하부 경계선(76)에 의해 아래쪽으로 분리되어 있는, 조임 면들(engagement surfaces)(68)은 상기 조임 돌기부들 및 홈부들 위로 뻗어 있다. 외부 정점들(66)의 구역에서, 상부 경계선(74)과 하부 경계선(76)은 서로 거의 평행하게 연장되고, 외측 거리(Da) 만큼 서로 떨어져 있는 반면, 이들은 내부 정점들(62)을 향해 점점 더 가깝게 접근해서, 마침내 정점(62)에서 서로 접촉한다.
도 9a 내지 도 9d는 각각 본 발명에 의한 연결 나사(22)의 머리부(34)의 상부를 관통하는 단면을 보여주며, 여기서, 각 경우에, 상업적으로 구입 가능한 회전 공구(24)의 선단(42)이, 조임 수단(50)과 협력하는, 블라인드-보어형 홈부(36)에 삽입된다. 도 9a 내지 도 9d는 연결 나사(22)의 중앙 길이 방향 축(C) 및 회전 공구(24)의 길이 방향 축(D) 사이의 각도 측면에서 각기 다르며, 바꿔 말하면, 각 경우에, 회전 공구(24)는 상이한 예각(γ)으로 연결 나사(22)에 삽입된다. 도 9a는 20˚의 각도(γ)를 보여주고, 도 9b는 15˚의 각도(γ)를 보여주며, 도 9c는 10˚의 각도(γ)를 보여주고, 도 9d는 5˚의 각도(γ)를 보여준다. 네 경우 모두에서, 착탈 가능하지만, 회전식으로 튼튼한, 연결이, 회전 공구(24)로부터 연결 나사(22)로 토크(M)를 전달하기 위해 조임 수단(50)과 선단(42) 사이에 이루어진다.
도 10은 본 발명에 의한 연결 나사(22)의 바람직한 제3 실시예의 머리부(34)를 관통하는 단면을 보여준다. 머리부(34)는 마찬가지로 상부 나사 단부(46)를 향해 개방된 블라인드-보어형 오목부(36)를 가진다. 상부 나사 단부(46)를 향하는 상부 구역에, 제1 조임 수단(50)이 블라인드-보어형 오목부(36)에 일체로 형성되며, 이것은 도 4에 도시된 실시예의 것에 상응한다. 이와 달리, 제1 조임 수단(50)이 도 5에 도시된 실시예의 것에 상응하는 것이 또한 가능할 것이며, 이 경우에 연결선(77)은 (도 5에 도시된 바와 같은) 일직선, 또는 중앙 길이 방향 축(C)을 향해 굽은 곡선일 수 있다. 조임 수단(50) 아래에서, 블라인드-보어형 오목부(36)가 확장되어 제1 언더컷(58)을 형성한다.
또한, 내부 육각 형상, 구체적으로 표준 EN DIN ISO 10664에 의한 내부 육각 형상 형태의 제2 조임 수단(150)은, 블라인드-보어형 오목부(36)의 하부 나사 단부(44)(보이지 않음)를 향하는 하부 구역에 일체로 형성된다. 유사한 조임 수단(150)이 또한 도 6에 도시되어 있으며, 상기 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 블라인드-보어형 오목부(36)도 마찬가지로 제2 조임 수단(150) 아래로 확장되어 제2 언더컷(158)을 형성한다.
이러한 구성의 결과로서, 회전 공구(24)가 연결 나사(22)의 중앙 길이 방향 축(C)의 연장 방향으로 삽입되어 거기에 착탈 가능하게 연결될 수 있거나(이 경우에 회전 공구(24)가 제2 조임 수단(150)과 협력하여 토크(M)를 전달함), 비스듬히 삽입될 수 있다(이 경우에 회전 공구(24)가 제1 조임 수단(50)과 협력함).
18 : 치아 임플란트 22 : 연결 나사
24 : 회전 공구 32 : 샤프트 부
34 : 머리부 36 : 블라인드-보어형 오목부
44 : 하부 나사 단부 46 : 상부 나사 단부
48 : 외측 나사산 50 : 조임 수단
58 : 언더컷 60 : 조임 돌기부들
62 : 내부 정점 64 : 조임 홈부
66 : 외부 정점 68 : 드라이빙 면
70 : 단부 면 72 : 언더컷 면
74 : 상부 경계선 76 : 하부 경계선
77 : 연결선 80 : 고리형 숄더 면
A : 제1 거리 B : 제2 거리
C : 중앙 길이 방향 축
Da : 외측 거리 Di : 내측 거리

Claims (16)

  1. 치아 임플란트(18)용 연결 나사(22)로서,
    하부 나사 단부(44)를 구비한 샤프트 부(32) 및 상기 하부 나사 단부(44)의 맞은 편에 위치한 상부 나사 단부(46)를 구비한 머리부(34)를 포함하여 구성되고, 상기 샤프트 부와 머리부가 연결 나사(22)의 중앙 길이 방향 축(C)을 따라 배치되며,
    상기 샤프트 부(32)가 치아 임플란트(18)에 연결하기 위한 외측 나사산(48)을 갖고, 상기 머리부(34)가, 상기 상부 나사 단부(46)를 향해 개방되고 회전 공구(24)를 위한 조임 수단(50)이 일체로 형성되어 있는, 블라인드-보어형(blind-bore-shaped) 오목부(36)를 가지며,
    상기 블라인드-보어형 오목부(36)가, 상기 하부 나사 단부(44)를 향해 상기 조임 수단(50) 아래로 방사상으로 확장되고, 언더컷(58)을 형성하며,
    상기 조임 수단(50)이, 방사 방향으로 안쪽을 향하고 원주 방향으로 균일하게 분포되며 각각 내부 정점(62)을 가지는 복수의 조임 돌기부들(60)을 갖고, 각기 두 개의 인접한 조임 돌기부들(60) 사이의 중앙에, 방사 방향으로 바깥쪽을 향하고 각 경우에 외부 정점(66)을 구비한 조임 홈부(64)를 가지며,
    각각 지름 방향으로 마주보게 위치한 두 개의 외부 정점들(66)이 서로로부터 제1 거리(A)를 두고 배치되고, 각각 지름 방향으로 마주보게 위치한 두 개의 내부 정점들(62)이 서로로부터 제2 거리(B)를 두고 배치되며,
    상기 하부 나사 단부(44)의 방향으로 안쪽을 향해 방사상으로 내려가는 상부 단부 면(70)에 의해 그리고 상기 언더컷(58)으로부터 상기 상부 나사 단부(46)로 안쪽을 향해 방사상으로 올라가는 하부 언더컷 면(72)에 의해 구획되는, 적어도 하나의 드라이빙 면(68)이, 조임 돌기부들(60) 및 조임 홈부들(64) 위로 연장되고, 상부 경계선(74)이 상기 단부 면(70)과 상기 적어도 하나의 드라이빙 면(68) 사이에 뻗어 있으며, 하부 경계선(76)이 상기 언더컷 면(72)과 상기 적어도 하나의 드라이빙 면(68) 사이에 뻗어 있고, 그리고
    상기 상부 경계선(74)과 상기 하부 경계선(76)이 상기 조임 홈부들(64)의 상기 외부 정점들(66)의 구역에 서로 외측 거리(Da) 만큼 떨어져 있으며,
    이 경우에,
    상기 조임 돌기부들(60)의 상기 내부 정점들(62)의 구역에서 상기 상부 경계선(74)과 상기 하부 경계선(76) 사이의 내측 거리(Di) 대 상기 외측 거리(Da)의 Di:Da 비율이 0.5 보다 작은 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Di:Da 비율이 0.3 미만, 바람직하게는 0.2 미만, 그리고 더욱 바람직하게는 0.1 미만인 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하부 경계선(76)과 상기 상부 경계선(74)이 상기 조임 돌기부들(60)의 상기 내부 정점들(62)의 구역에서 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 내측 거리(Di)가 0.1 mm 미만, 바람직하게는 0.05 mm 미만, 그리고 구체적으로는 0.0mm 인 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 외측 거리(Da)가 0.3 mm와 0.8 mm 사이, 바람직하게는 0.3 mm와 0.6 mm 사이, 그리고 구체적으로는 0.4 mm인 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 경계선(74)과 상기 하부 경계선(76) 사이의 연결선(77)이 연결 나사(22)의 상기 중앙 길이 방향 축(C)을 향해 상기 내부 정점(62)에서 구부러지는 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 A:B 비율이 1.4 보다 크고, 바람직하게는 1.45 보다 크며, 그리고 구체적으로는 약 1.5인 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 거리(A)가 1.8 mm 내지 2.0 mm, 그리고 구체적으로는 1.9 mm인 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 거리(B)가 1.2 mm 내지 1.4 mm이고, 구체적으로는 1.3 mm인 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  10. 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 조임 수단(50)이, 바람직하게는 원주 방향으로 곡선인, 6개의 조임 홈부들(64)과 6개의 조임 돌기부들(60)을 가지는 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 블라인드-보어형 오목부(36)가, 상기 조임 수단(50) 아래에 배치되는, 내부 육각 형상, 구체적으로는 표준 EN DIN ISO 10664에 의한 내부 육각 형상을 추가적으로 가지는 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  12. 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서,
    금속 또는 세라믹스, 구체적으로는 티타늄, 티타늄 합금, 스테인리스 스틸 또는 산화지르코늄으로 구성되는 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  13. 제1항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서,
    단일체로 만들어지는 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  14. 제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 언더컷 면(72)의 면 법선 E(surface normal E)이 연결 나사(22)의 길이 방향 축(C)에 대해, 20˚ 내지 60˚, 바람직하게는 30˚ 내지 50˚의 각도(α)를 이루는 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  15. 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상업적으로 구입 가능한 토룩스 나사돌리개(torx screwdriver)가 상기 조임 수단(50)에, 연결 나사(22)의 상기 길이 방향 축(C)에 대해, 20˚ 까지의 각도(γ), 바람직하게는 30˚ 까지의 각도(γ)로 삽입되는 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
  16. 제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 머리부(34)가 그 외경이 상기 샤프트 부(32)의 것보다 큰 실질적으로 둥근 원통형 외형을 가지며, 고리형 숄더 면(80)이 상기 머리부(34)와 상기 샤프트 부(32) 사이에 뻗어 있고, 상기 고리형 숄더 면(80)의 면 법선F(surface normal F)이 연결 나사(22)의 상기 길이 방향 축(C)에 대해 바람직하게는 0˚ 내지 45˚, 구체적으로는 약 30˚의 각도(β)를 이루는 것을 특징으로 하는 연결 나사(22).
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