KR20140113982A - 골 성장을 향상시키기 위한 디바이스 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전반적으로 포유류의 신체에서 골 손실을 보상하기 위한 임플란트에 관한 것이며, 안면 골을 대체하거나 생성하는 디바이스 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 대상자의 신체 내에 식립형 디바이스를 식립하는 디바이스들 및 방법들에 관한 것이다. 본 발명의 특징들을 포함하는 식립형 디바이스는, 관심있는 특정의 해부학적 영역에 적합한 형상들을 갖는 셀들 또는 잔기둥 그물 구조물을 가지는 매트릭스 또는 리그로부터 형성되는 바디를 포함한다. 디바이스는 치아 크라운들의 배치를 위한 플랫폼 기능을 하는 치아 임플란트일 수도 있다.

Description

골 성장을 향상시키기 위한 디바이스 및 방법 {DEVICES AND METHODS FOR ENHANCING BONE GROWTH}

본 발명은 전반적으로 포유류의 신체에서 골 손실을 보상하기 위한 임플란트에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 예를 들면 안면 골을 대체하거나 생성하는 디바이스 및 방법에 관한 것이다.

본 명세서에서 언급되는 모든 특허들 및 공개된 특허 출원들은 그 전체가 참조로서 인용된다.

골 손실 (bone loss) 은 (인간이든, 포유류이든, 또는 임의의 다른 척추동물이든 간에) 하나의 일생 동안 여러가지 이유들로 인해 발생할 수도 있는 현상이다. 치아 임플란트들 (dental implants) 은, 종종 결손된 치아 (missing teeth) 를 대체하기 위해, 턱뼈 내로 외과적으로 나사결합되는, 전형적으로 티타늄 합금인, 금속의 고정물들 (fixtures) 이다. 치아 임플란트의 경우에서, 임플란트는 자연스럽게 보이는 의치 (false tooth) 또는 의치들의 세트를 위한 앵커 (anchor) 이다. 치아 임플란트들의 성공률은, 임플란트들이 어디에 위치되고, 어떻게 위치되는지 및 그들의 목적에 달려있다. 대상자들이 결손된 치아/치아들의 영역에 임플란트들이 부착되기 충분한 뼈를 가지는 것이 중요하다. 임플란트들은, 단일의 치아, 다수의 치아들, 또는 모든 치아들을 대체하는데 사용된다. 임플란트들은 픽스드 브릿지 (fixed bridge) 및 가철성 부분 틀니 (removable partial denture) 또는 가철성 완전 틀니 (removable full denture) 를 대체하는데 점점 더 사용되고 있다.

하나 이상의 그의/그녀의 치아들을 결손한 환자에게 있어서, 환자가 결손된 치아/치아들의 영역에, 임플란트들의 고정 (anchorage) 이 가능하게 하기 위한, 충분한 뼈를 가지고 있으면, 임플란트들은 아마도 틀림없이 후보 중에서 옵션이 될 것이다. 환자가 이러한 목적을 위한 충분한 뼈를 가지고 있지 않다면, 골 이식 (bone graft) 이 필요할 수도 있다. 치아 임플란트들은 픽스드 브릿지, 가철성 부분 틀니 또는 가철성 완전 틀니에 대한 대안들이다.

전형적인 임플란트 절차는, 임플란트 복원체 (restoration) (크라운 (crown)) 가 위치될 수 있기 전 3개월 내지 6개월의 치유 기간을 요구하는, 환자의 턱뼈 내의 임플란트들 또는 임플란트의 외과적인 배치이다. 이러한 치유 시간 동안, 뼈는 매우 강한 지지체를 생성하는 티타늄 임플란트 주위 및 티타늄 임플란트 내에서 성장한다. 치아 임플란트들의 거부 또는 실패율이 낮더라도, 그런 거부가 발생하는 경우에, 임플란트는 약간 더 큰 크기의 또 다른 임플란트로 대체되거나 골 이식을 하여 또 다른 임플란트를 위치시킨다.

하나의 치아를 결손할 경우, 미용 치과의사는 공간을 충진하도록 플리퍼 (flipper) 를 사용할 수도 있다. 플리퍼는, 임플란트 상에 영구적인 크라운이 위치되기 전에 결손된 치아의 위치를 임시로 점유하는 의치이다. 플리퍼는 구강의 천장에 피팅되는 (fit on) 아크릴 베이스 (acrylic base) 또는 와이어를 통해 부착될 수 있다. 플리퍼들은 임플란트(들) 상에 위치되는 영구적인 크라운을 기다리는 동안 임시적 방안인 것으로 여겨진다.

각각이 특정 기능을 위해 설계된, 이용가능한 많은 임플란트들이 존재한다. 대부분은, 골유착 (osseointegration) 으로 알려진 프로세스인, 살아있는 뼈와의 접합에 효과적인 것으로 입증된 비활성 금속인, 티타늄 합금으로 이루어진다.

종종, 재흡수 (resorption) 가 턱뼈를 과도하게 감소시킨 경우, 그것은 현대의 골 이식 기술들을 통해 재건될 수 있다. 골 이식들은 빌드 업 (build up) 할 수 있거나, 턱뼈 결함들 (jawbone defects) 을 충진할 수 있으며, 치아 임플란트들의 배치를 허용한다.

단일의 수술 방법에서, 치과의사는 환자의 턱뼈의 특별한 CAT 스캔 (scan) 을 요구할 것이다. CAT 스캔 데이터 및 진보한 컴퓨터 모델링 기술들을 사용하여, 턱뼈의 모델이 구축된다. 이 모델은, 대상자의 턱에 피팅하기 위해 커스텀 골막하 임플란트 (custom subperiosteal implant) 를 제조하도록 치과 기공실에 의해 사용된다. 이후, 수술 절차는, 턱뼈가 노출된 곳에서 수행되고, 임플란트가 위치된다. 잇몸들은 수개의 스티치들 (stitches) 로 클로징되고 (closed), 대체 치아들은 골막하 임플란트의 어버트먼트들 (abutments) 상에 위치된다.

임플란트 절차 및 치과의학의 진보에도 불구하고, 보다 시기적절한 임플란트들, 특히 치아 임플란트들의 배치를 위한 향상된 디바이스들 및 방법들을 제공함에 있어서 개선의 여지가 있다.

본 발명은 환자의 신체 내에 디바이스를 식립하는 디바이스들 및 방법들에 관한 것이다. 일 실시예에서, 본 발명의 특징들을 포함하는 식립형 디바이스는, 관심있는 특정한 해부학적 영역에 적합한 형태인 잔기둥 그물 구조물 (trabecular meshwork structure) 을 가지는 리그 (rig) 로부터 형성된 바디를 포함한다. 일 실시예에서, 디바이스는 치아 크라운들 또는 브릿지들의 배치를 위한 플랫폼의 기능을 하는 치아 임플란트이다. 일 실시예에서, 본 디바이스들 및 방법들은, 예를 들어, 아래턱뼈 (mandibular bone) 와 같은 뼈의 성장을 향상시킨다. 일 실시예에서, 성장은, 다양한 원인으로 인하여 본래의 뼈가 손실되거나 존재한 적이 없었던 경우의 새로운 골 성장이다. 길이, 높이, 폭, 제1 단부 및 제2 단부를 가지는 3차원의 잔기둥 그물 구조물, 뼈에 리그를 수술적으로 (operatively) 부착시키기 위해 고정 엘리먼트를 수용하기 위한 적어도 하나의 고정 표면 및, 그 위에 하나 이상의 캡들을 수용하기 위한 적어도 하나의 캡 수용 표면을 포함하는 식립형 디바이스가 제공된다. 디바이스의 몇몇의 실시예들에서, 구조물의 길이는, 구조물의 제1 단부와 제2 단부 사이의 거리로써 명목상으로 정의되며, 약 5 mm 내지 약 200 mm 의 범위이다. 디바이스의 몇몇의 실시예에서, 구조물의 높이는, 구조물의 하부 림 (rim) 과 상부 림 사이의 거리로써 명목상으로 정의되며, 약 1 mm 내지 약 60 mm 의 범위이다. 디바이스의 몇몇의 실시예에서, 구조물은 복수의 셀 구조물들로부터 형성된다. 디바이스의 특정한 실시예에서, 복수의 셀 구조물들은, 각각 약 1개부터 약 9개의 셀들, 및 약 9개부터 약 1개의 셀 범위의 깊이 및 높이를 가지는 매트릭스 (matrix) 를 포함한다. 디바이스의 몇몇의 실시예들에서, 각각의 셀은 약 50 미크론 (micron) 내지 약 10 mm 범위 내의 내부 표면 면적을 가진다. 디바이스의 다른 실시예들에서, 구조물의 전체 표면 면적에 대한 셀들의 전체 내부 면적의 비율은 약 10% 내지 약 90%의 범위 내이다. 디바이스의 몇몇의 실시예들에서, 구조물의 하부 림은 적어도 하나의 골 고정 표면을 포함한다. 디바이스의 특정 실시예들에서, 적어도 하나의 캡 수용 표면은, 그것의 크라운을 수용하기 위한 적어도 하나의 어버트먼트 수용 표면을 포함한다.

또한, 치아 임플란트와 같은, 임플란트를 받기 적합한 환자를 확인하는 단계, 임플란트를 받기 위해 환자의 신체의 목표 영역의 3 차원 이미지를 위탁하는 (commissioning) 단계, 컴퓨터 모델링을 사용하여 임플란트의 설계를 위탁하는 단계, 디포지션 (deposition) 방법을 사용하여 임플란트의 구축 (construction) 을 위탁하는 단계, 및 환자의 신체 내에 임플란트를 부착하는 단계를 포함하는, 환자의 신체 내에 디바이스를 식립하는 방법이 제공된다. 방법의 몇몇의 실시예들에서, 이미지는 CT 스캔을 사용하여 입수된다. 방법의 다른 실시예들에서, 임플란트는 3D 레이저 신터링 프린팅 (3D Laser Sintering Printing) 에 의한 3D 레이저 프린팅 기술들을 사용하여 구축된다. 방법의 특정 실시예들에서, 임플란트는 생체에 적합한 (bio-compatible) 재료로부터 구축된다. 방법의 몇몇의 실시예들에서, 생체에 적합한 재료는 티타늄 합금 또는 지르코늄 중 적어도 하나를 포함한다. 일 실시예에서, 본 발명의 임플란트 재료는 구멍이 없거나 (non-porous) 실질적으로 구멍이 없다. 일 실시예에서, 임플란트의 표면은, 골 성장이 뼈와 리그 사이의 표면을 극대화하는 것이 바람직한 영역들에서 텍스쳐링 된다 (textured). 일 실시예에서, 어버트먼트가 연조직을 통하여 빠져나올 (emerge) 경우, 연조직 수준 (예를 들면, 잇몸 수준) 에서 원하지 않는 박테리아 무리를 최소화하도록, 임플란트 표면은 매끄럽다 (smooth).

방법의 다른 실시예들에서, 임플란트는 치아 임플란트이고, 환자의 신체 내에 임플란트를 부착하는 단계는, 치아 임플란트를 받기 적합한 골 영역을 노출시키도록 환자의 잇몸을 리플렉팅시키는 (reflecting) 단계, 골 영역 상에 치아 임플란트를 배치하는 단계를 포함하며, 치아 임플란트는, 길이, 높이, 폭, 제1 단부 및 제2 단부를 가지는 3차원의 잔기둥 그물 구조물을 가지는 리그, 환자에 리그를 수술적으로 부착시키도록 고정 엘리먼트를 수용하기 위한 적어도 하나의 고정 표면, 및 하나 이상의 캡들을 그 위에에 수용하기 위한 적어도 하나의 캡 수용 표면을 포함한다. 일 실시예에서, 리그는 환자의 뼈로 치아 임플란트의 고정을 가능하게 하고, 그물 (meshwork) 을 형성하는 복수의 셀들을 가진다. 특정 실시예들에서, 방법은 복수의 셀들로 골 이식 물질을 적용하는 단계를 더 포함한다. 몇몇의 실시예들에서, 방법은, 캡 수용 표면의 미리 결정된 (pre-determined) 부분 상에 적어도 하나의 영구적인 어버트먼트를 배치하는 단계, 제자리에 잇몸을 고정시키는 단계, 및 적어도 하나의 영구적인 어버트먼트 상에 하나 이상의 캡들을 배치하는 단계를 더 포함한다. 방법의 다른 실시예들에서, 영구적인 어버트먼트를 배치하는 단계는, 환자의 구강 내에 리그를 배치하는 단계와 적어도 실질적으로 동일한 수술 절차 동안 일어난다. 방법의 몇몇의 실시예들에서, 영구적인 어버트먼트를 배치하는 단계는, 기간의 경과 후 환자의 구강 내에 리그를 배치하는 단계를 뒤따라서 실질적으로 후속하는 수술 절차에서 일어난다. 방법의 특정 실시예들에서, 후속하는 수술 절차는, 리그 상으로 치유 어버트먼트를 배치하는 단계, 및 영구적인 어버트먼트를 배치하는 단계 이전에 시간의 경과를 허용하는 단계를 포함한다.

3 차원 구조인 리그는 수개의 면들, 표면들, 및/또는 단부들을 포함하며, 그 안에 식립된 적 있는 환자의 구강에 관하여 본 명세서에서 설명된다. 하지만, 그러한 상대적인 위치상의 참조들은 참조의 용이성을 위한 것이라는 점이 당업자에 의해 이해되어야 한다.

일 실시예에서, 리그는 길이, 높이, 폭, 전방 단부 또는 에지, 및 후방 단부 또는 에지, 외부 표면, 및 내부 표면을 포함한다. 디바이스의 다양한 파트들을 설명하는 이러한 명사들은 참조의 용이성을 위해 사용되며 본 발명자에 의해 정의된다. 한 예로서, 본 명세서에서 사용되고 환자의 구강의 아래턱에 위치된 바와 같이, 전방 단부는, 환자의 앞니와 가장 가까운 면을 지칭하고; 후방 단부는, 전방 단부의 반대측 단부를 지칭하며; 외부 표면은, 환자의 볼을 향하는 디바이스의 면을 지칭하고; 내부 표면은, 외부 표면의 반대측 디바이스의 면을 지칭하며; 길이는, 전방 단부 (예를 들면, 앞니) 로부터 후방 단부까지 (어금니 (molar tooth) 쪽으로) 연장된 치수를 지칭하고; 높이는, 구강의 천정을 향하여 아래턱뼈와 인접한 표면으로부터 수직하게 연장되는 치수를 지칭하며; 폭은, 외부 표면과 내부 표면 사이에 연장되는 치수를 지칭한다. 본 발명이 치아 임플란트 및 치아 임플란트를 만들고 사용하기 위한 프로세스와 관련되어 설명되지만, 그러한 디바이스들 및 방법들은 치과적 응용들 (dental application) 로 제한되지 않고, 약간의 뼈 부식 (bone decay), 상당한 뼈 부식, 또는 완전한 뼈 부식 또는 골 손실 (bone loss), 또는 불충분한 골 질량 (bone mass) 으로 고통받는 임의의 다른 해부학적 구조에 사용될 수도 있다.

구조물의 길이는, 구조물의 제1 단부와 제2 단부 (또는 림) 사이의 거리로써 명목상으로 정의될 수도 있으며, 환자의 구강 내에 피팅되도록 임의의 수치의 범위 내이다. 예를 들어, 길이의 범위는 약 5 mm 내지 약 200 mm의 범위 내일 수도 있다. 디바이스의 다른 실시예들에서, 구조물의 높이는, 구조물의 하부 림과 상부 림 (또는 하부 에지와 상부 에지) 사이의 거리로써 명목상으로 정의될 수도 있으며, 환자의 구강 내에 피팅되도록 임의의 수치 범위 내이다. 예를 들어, 높이의 범위는 약 1 mm 내지 약 60 mm의 범위 내일 수도 있다. 디바이스의 몇몇의 실시예들에서, 구조물은 복수의 셀 구조물들로부터 형성될 수도 있다. 디바이스의 특정 실시예들에서, 복수의 셀 구조물들은, 환자의 구강 내에 피팅되도록 임의의 수치 범위 내의 깊이 및 높이를 가지는 매트릭스를 포함한다. 예를 들어, 깊이 및 높이의 범위는 약 1개부터 약 9개의 셀들까지일 수도 있다. 또한, 예를 들어, 깊이 및 높이의 범위는 약 9개부터 약 1개의 셀까지의 범위 내일 수도 있다. 디바이스의 다른 실시예들에서, 각각의 셀은 환자의 구강 내에 피팅되도록 임의의 수치 범위 내의 내부 표면 영역을 가진다. 예를 들어, 내부 표면 영역의 범위는 약 50 미크론 (micron) 내지 약 10 mm 범위 내일 수도 있다. 디바이스의 다른 실시예들에서, 구조물의 전체 표면 면적에 대한 셀들의 전체 내부 면적의 비율은 환자의 구강 내에 피팅되도록 임의의 수치 범위 내일 수도 있다. 예를 들어, 구조물의 전체 표면 면적에 대한 셀들의 전체 내부 면적의 비율은 약 10% 내지 약 90%의 범위 내일 수도 있다.

또한, 복수의 셀 구조물들을 가지는 매트릭스는, 리그, 플랫폼, 디바이스, 임플란트, 메시 네트워크 (mesh network), 그물 (meshwork), 스캐폴딩 (scaffolding), 구조물, 금속성 브릿지 (metallic bridge), 플레이트, 또는 이들의 조합들로서 지칭될 수도 있다. 또한, 매트릭스는 임의의 타입의 적합한 재료로 이루어질 수도 있다.

임플란트는 환자의 뼈 표면으로 수술적으로 부착가능하기 위한 적어도 하나의 골 고정 피쳐를 포함한다. 일 실시예에서, 식립형 디바이스는, 그 위에 하나 이상의 캡들 (및/또는 크라운들 또는 유사한 대상물들) 을 수용하기 위한 적어도 하나의 캡 (또는 크라운들을 포함하는 유사한 덮개들) 수용 표면을 포함한다.

본 명세서에서 설명된 임의의 방법 또는 절차를 위한 치유 기간은, 환자마다 다를 수도 있으며 임의의 시간 길이가 될 수 있다. 예를 들어, 치유 기간은 2주, 1개월, 6주, 2개월, 10주, 3개월, 14주, 4개월, 18주, 5개월, 22주, 6개월, 26주, 7개월, 30주, 8개월, 34주, 9개월, 38주, 10개월, 42주, 11개월, 46주, 및 1년일 수 있다.

일 실시예에서, 임플란트들 및 임플란트들을 사용하는 방법들은, 단일 단계 프로세스 또는 다단계 프로세스 (예를 들면, 치료들 (treatments) 및 분리된 수술 절차들 사이의 지연 기간들) 를 제공한다. 일 실시예에서, 본 발명의 특징들을 포함하는 임플란트들 및 방법들은, 신체, 그리고 특히 골 결손 (bone deficiency) 를 가지는 영역 내의 환자의 뼈와의 통합을 위해 구성된 임플란트의 상대적으로 즉각적인 배치를 제공한다. 일 실시예에서, 본 발명의 특징들을 포함하는 임플란트들 및 방법들은, 분리된 수술 절차들 사이에 지연 기간 및 치유 기간이 있는 다단계 프로세스를 포함한다.

한 예로서, 환자의 아래턱 내에 리그가 식립되는 경우, 적어도 하부 에지, 표면, 또는 림은, 환자의 아래턱으로의 디바이스의 고정을 위한 골 고정 표면을 포함할 것이다. 또한, 리그는, 리그의 전방 단부 및/또는 후방 단부에서, 적어도 하나 이상의 골 고정 표면을 포함할 수도 있다.

리그는, 상단 에지 또는 표면 또는 림 (예를 들면, 구강의 천정을 향하고, 아래턱뼈의 반대측의 에지) 에서, 캡 (또는 크라운) 수용 표면을 포함할 수도 있다. 캡 수용 표면은, 캡 또는 치아 크라운과 같은, 유사한 디바이스를 그 위에 견고하게 수용하기 위하여 구성된다.

일 실시예에서, 상부 표면의 리그는, 그 위에 치아 캡을 수용하기 위해, 리그와 캡 사이에 배치가능한 (disposable), 적어도 하나의 어버트먼트 표면을 포함한다. 적어도 하나의 어버트먼트 표면은, 리그를 갖는 하나의 피스 (piece) 로서 견고하게 고정되거나 (splinted), 접착제들, 암/수 부착수단들 (attachments), 나사들 및 기타 같은 종류의 것들을 포함하나 이에 제한되지 않는 적합한 수단들 및 구조물들에 의하여 리그와 부착가능할 수도 있다.

리그는, 특정 환자의 치아가 없는 영역과 같은, 관심있는 특정한 해부학적 영역을 피팅하도록 3차원 (3D) 모델링 소프트웨어와 같은 여러가지 적합한 수단을 사용하여 맞춤 설계될 (custom designed) 될 수도 있다. 그러한 설계는, 턱의 CT 스캔과 같은 기술들 및 툴들을 사용하여 관심있는 환자의 해부학적 영역의 이미징을 통해 수행될 수도 있다. 리그의 설계의 완료 후, 가상의 설계는, 3D 시스템들인, Materialise로부터 입수가능한 것들과 같은, 3D 레이저 신터링 프린터들과 같은 적합한 기술들에 의해 물리적인 구조물/리그로 변형될 수도 있다.

방법의 몇몇의 실시예들에서, 생체에 적합한 재료는, 임의의 타입, 퍼센티지 컴포지션 (percentage composition), 조합, 순도, 강도 (strenth), 기타 같은 종류의 것일 수도 있다. 생체에 적합한 재료는 일반적인 생체적합성 (biocompatibility), 면역학적 생체적합성 (immunological biocompatibility), 또는 생물-에너지학적 생체적합성 (bio-energetic biocompatibility) 일 수도 있다. 임의의 타입의 생체에 적합한 재료가 사용될 수도 있으며, 예를 들어, 합성 충전재 (composite filling), 사기 (porcelain), 산화 알루미늄, 갈륨 합금들, 비알레르기성 (non-allergenic) 또는 무독성 금속들, 아말감 (amalgam), 합금, 다이렉트 컴포지트 (direct composite), 인다이렉트 콤포지트 (indirect composite) 인레이 (inlay)/온레이 (onlay), 금 또는 은, 비귀금속 합금들 (non-precious alloys), 산화 지르코늄, 티타늄, 및 이들의 조합들이 사용될 수도 있다.

일 실시예에서, 리그는, 차례로 트러스를 형성하는 복수의 대들보들에 의해 정의되는 셀들 또는 캐비티들을 포함한다. 골 물질 (bone matter) 은 시간이 지나면서 캐비티들을 충진할 수도 있다. 일 실시예에서, 리그는, 환자의 뼈와의 향상된 후속 통합 (subsequent integration) 을 위하여 임플란트 표면 영역에 대해 상대적으로 더 높은 캐비티 또는 셀 표면 영역을 포함하도록 구성된다. 일 실시예에서, 리그는, 증가된 골/임플란트 표면을 제공하도록, 히드록시아파타이트 (hydroxyapatite) 코팅되거나, 플라즈마 (plasma) 스프레잉되거나 (sprayed), 에칭 (etch) (예를 들면, 화학적으로 에칭) 될 수도 있다.

본 발명에 따라 구축된 리그들은, 향상된 골 전도 (bone conduction) 를 제공한다. 스캐폴딩 구조물들로서 채용된 리그는, 자가 골 이식 물질 (autogenous bone graft substance), 동종이식 (allograft) 골 이식 물질, 및 이종이식 (xenograft) 골 이식 물질 또는 뼈 형성 단백질 (bone morphogenic protein) 로 하여금 결손된 뼈를 대체하기 위하여 리그 주위 및 리그 내에서 성장하게 한다.

일 실시예에서, 리그는, 리그의 특정 파트들로 하여금 나사들, 와이어들, 환자의 신체와 골 내적으로 (endosseously) 통합하게 하는 특정의 절골부들 (osteotomies) 을 드릴링 (drilling) 함에 의한 턱 뼈 내로의 침입 (intrusion) 과 같은 적합한 수단들에 의하여, 예를 들면, 턱 뼈와 같은 뼈에 부착될 수도 있다. 일 실시예에서, 리그는, 뼈가 리그의 메시같은 (mesh-like) 구조물의 주위 및 내부에서 성장함으로써, 결국 환자의 신체의 일부가 될 것이다.

본 발명의 특징을 포함하는 임플란트들은, 단일 스테이지 임플란트 절차로써 식립될 수도 있다. 일 실시예에서, 어버트먼트들 (또는 어버트먼트 표면들) 은 리그의 하나의 파트로써 고정될 (splinted) 수 있다. 또한, 과도적이거나 영구적인 보철물은 절차와 동일한 날에 배치될 수도 있다.

일 실시예에서, 리그는, 영구적인 어버트먼트들로부터, 분리된, 환자의 구강 내에 처음에 위치될 수도 있다. 본 실시예에서, 리그는 치유 나사들을 따라 구강 내에 위치될 수도 있다. 본 구성은 뼈로 하여금 성장하고 리그와 통합하게 하며, 적어도 실질적으로 연조직으로 덮이게 할 수도 있다. 그 후에, 충분한 시간 (예를 들면, 6시간) 의 경과 후, 절차의 다음 스테이지 동안, 치유 나사들은 제거되고, 치유 어버트먼트은, 바람직하게는 후속 시간에, 영구적인 어버트먼트들 및 보철물의 배치를 허용하도록 리그 내에 배치된다.

리그는, 리그 및 골 이식의 충분하게 효율적인 보호를 허용하며, 재흡수성 막 또는 비재흡수성 막, 결합 조직 (connective tissue), 심낭 막 (pericardium membrane), 알로덤 (alloderm) 이식, 또는 연조직 범위 (soft tissue coverage) 내에 홀딩된 (held) 임의의 다른 적합한 재료로 덮일 수도 있다.

앞서 지시한 바와 같이, 리그는, 턱 또는 해부학적 신체 일체의 다른 적합한 영역들에 다른 임플란트 재구축 절차들에 사용될 수도 있으며, 뼈는 특정 형상, 형태 및/또는 볼륨 (volume) 으로 성장하여 필요로 하고 유용하게 될 것이다. 제한이 아닌 한 예로서, 그러한 다른 양식들은, 본 발명의 디바이스들 및 방법들로부터 유익할 수도 있는, 정형외과, 성형외과, 구강외과, 이비인후과, 또는 임의의 다른 해부학적 영역 및 절차를 포함한다.

본 발명의 상술한 특징들 및 다른 특징들은, 설명이 진행됨에 따라 보다 명백해질 것이며, 첨부되는 도면과 함께 이하의 구체적인 설명을 고려함으로써 가장 잘 이해되고, 수개의 뷰을 통해 동일한 문자들은 동일한 파트들을 나타낸다.

본 발명의 비제한적이고 비철저한 (non-exhaustive) 특징들은 이하의 도면들을 참고로 하여 설명되고, 여기서 다양한 도면들을 통하여 동일한 참조 번호들이 동일한 파트들을 지칭한다.
도 1a는, 이미징 절차를 겪는 환자의 간략도이다.
도 1b는, 환자의 구강 이미지를 캡쳐하고, 본 발명의 특징들을 갖는 식립형 (implantable) 디바이스를 제조하기 위한 프로세스의 간략도이다.
도 2a 및 도 2b는, 환자의 구강 내에 배치된 본 발명의 특징들을 포함하는 식립형 디바이스의 간략도들이다.
도 3은, 뼈를 덮는 구강 점막 및 잇몸들을 리플렉팅시킴으로써 (reflecting) 환자의 턱 뼈를 노출시키기 위한 프로세스의 간략도이다.
도 4는, 환자의 구강 내 수술용 가이드의 배치를 보여주는, 환자의 구강 내에 본 발명의 특징들을 포함하는 식립형 디바이스를 배치하기 위한 프로세스에서의 단계의 간략도이다.
도 5 및 도 6은, 환자의 구강 내 디바이스의 배치를 보여주는, 환자의 구강 내에 본 발명의 특징들을 포함하는 식립형 디바이스를 배치하기 위한 프로세스에서의 단계들의 간략도들이다.
도 7은, 디바이스의 캐비티들 (cavities) 내로, 및/또는 캐비티들 상으로 골 이식 물질의 적용을 보여주는, 환자의 구강 내에 본 발명의 특징들을 포함하는 식립형 디바이스를 배치하기 위한 프로세스에서의 단계의 간략도이다.
도 8은, 플랩 (flap) 의 봉합사를 보여주는, 환자의 구강 내에 도 7의 디바이스를 배치하기 위한 프로세스에서의 단계의 간략도이다.
도 9는, 치유 어버트먼트들의 배치 및 치유 나사들의 제거를 보여주는, 환자의 구강 내에 도 8의 디바이스를 식립하기 위한 프로세스에서의 단계의 간략도이다.
도 10은, 제자리에 있는 치유 어버트먼트들을 보여주는, 환자의 구강 내에 도 9의 디바이스를 식립하기 위한 프로세스에서의 단계의 간략도이다.
도 11은, 치유 어버트먼트들의 제거를 보여주는, 환자의 구강 내에 도 10의 디바이스를 식립하기 위한 프로세스에서의 단계의 간략도이다.
도 12는, 크라운들의 배치를 보여주는, 환자의 구강 내에 도 11의 디바이스를 식립하기 위한 프로세스에서의 단계의 간략도이다.
도 13은, 리그 (rig) 로써 통합된 어버트먼트들과 함께, 디바이스의 캐비티들 내로의, 및/또는 캐비티들 상으로의 골 이식 물질의 적용을 보여주는, 환자의 구강 내에 본 발명의 특징들을 포함하는 식립형 디바이스를 배치하기 위한 프로세스에서의 단계의 간략도이다.
도 14는, 연조직 플랩 (soft tissue flap) 의 봉합사를 보여주는, 환자의 구강 내에 도 13의 디바이스를 식립하기 위한 프로세스에서의 단계의 간략도이다.
도 15a 및 도 15b는, 암, 총상, 안면 외상 (facial trauma) 등과 같은 다양한 원인들에 기인하여 아래턱뼈 (mandible) 의 전체 바디 또는 아래턱뼈의 전체 부분이 결손될 경우, 뼈를 대체하고 기능을 복원하기 위한 프로세스에서의 단계들의 간략한 측면도들이다.
도 16a 및 도 16b는, 도 15a 및 도 15b의 정면도들이다.
도 17a 및 도 17b는, 도 15a 및 도 15b의 평면도들이다.
도 18a 및 도 18b는, 모든 치아가 결손된 위축성 턱의 미관 및 기능을 복원하기 위한 프로세스에서의 단계들의 간략한 정면도들이다.
도 19a 및 도 19b는, 도 18a 및 도 18b의 측면도들이다.
도 20a 및 도 20b는, 도 18a 및 도 18b의 평면 (교합) 도들이다.

본 출원은, 그 전체가 참조로서 본 명세서에 인용되는, "DEVICES AND METHODS FOR ENHANCING BONE GROWTH" 라는 제목의, 2011년 12월 22일 자로 출원된 미국 특허 출원 번호 13/335,371 에 대하여 우선권 주장을 한다.

본 발명은, 환자의 체내에 식립형 디바이스를 식립하는 디바이스들 및 방법들에 관한 것이다. 일 실시예에서, 디바이스는, 치아 크라운들 및/또는 캡들 (caps) 및/또는 고정식 보철물 (fixed prosthesis) 또는 가철성 보철물의 배치를 위한 플랫폼 (platform) 기능을 하는 치아 임플란트이다.

치아 임플란트를 식립하기 위한 예시적인 디바이스 및 방법의 특징들은, 앞서 설명된 바와 같이 치아 임플란트가 제조된 후, 이하의 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 프로세스 및 장치 엘리먼트들 (elements) 중 어느 하나 또는 양자 모두가 이하의 도면들을 참조할 경우 만들어질 수도 있다는 점이 주목되어야 한다.

이제 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 환자 (10) 는 치아 임플란트를 필요로 하는 것으로 확인된다. 일 실시예에서, 환자는 전체적이거나 상당한 턱의 골 손실로 고통받는다. 의사는, 3D 스캐닝 툴 (scanning tool) (130) 을 사용하여 환자의 관심있는 해부학적 영역의 삼차원 이미지 (11) 를 위탁 (commission) 한다. 관심있는 해부학적 영역은 그러한 임플란트를 필요로 하는 환자의 구강일 수도 있다. 이미지 및 관련된 정보는, 스캐닝 툴에 대해 로컬 (local) 이거나 원격 (remote) 인 데이터 스토리지 (160) 상에 캡쳐될 수 있다. 이미지 및 관련된 정보는, 오퍼레이터 (operator) 와 스캐닝 툴 (130) 사이의 데이터 및 지시의 통신을 위한 수단들을 제공하는 키보드 (210) 를 갖는 디스플레이 (display) (190) 상에 보여질 수도 있다.

이미지가 스캐닝되면, 이미지는 가상의 식립형 디바이스를 생성하는 데 사용된다. 도 1b의 도면번호 13에 도시된 예시에 대하여, 적합한 임플란트의 위탁 및 설계는 컴퓨터 모델링을 포함하는 임의의 적절한 툴의 사용을 포함할 수도 있다.

그 다음으로, 도 1b의 도면번호 15에 도시된 예시에 대하여, 임플란트의 제조가 위탁된다. 그 후, 3D 레이져 프린팅과 같은 기술들을 사용하여, 가상의 식립형 디바이스는 (도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은) 3D 식립형 디바이스 (500) 을 생성하는데 사용된다. 임플란트는, 이에 한정되지는 않지만, 디포지션 (deposition) 또는 캐스팅 (casting) 을 포함하는 다른 적절한 방법들을 사용하여 제조될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 3D 레이져 프린터 (17) 는 식립형 디바이스 (500) 를 제조하는 데 사용된다.

3D 프린팅은, 재료의 연속적인 층들을 내려놓음으로써 3차원의 대상물이 생성되는, 부가식 가공 기술 (additive manufacturing technology) 의 형태이다. 3D 프린터들은 일반적으로 다른 부가식 가공 기술들보다 사용하기 더 쉽고, 더 쉽게 입수가능하고, 더 빠르다. 3D 프린터들은, 단일 빌드 (build) 프로세스 내에서 상이한 기계적 물성들 및 상이한 물리적 물성들을 갖는 수개의 재료들로 이루어진 파트들 및 어셈블리들을 프린팅하는 능력을 제품 개발자들에게 제공한다. 진보된 3D 프린팅 기술들은 제품 프로토타입들 (prototypes) 로 기능할 수 있는 모델들을 생산한다. 3D 레이져 프린터들과 같은 기술들 및 장비를 사용하여, 원하는 대상물의 제조에서의 우수한 해상도 (resolution), 정확도, 정밀도가 얻어질 수 있다.

그 후, 제조된 임플란트의 적절한 검사 후에, 본 발명을 포함하는 방법들을 사용한 임플란트는, 환자 내에, 예를 들면 환자의 구강 내에 부착될 것이다.

이제 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 예시적인 식립형 디바이스 (500) 는 대상자의 구강 내에 배치된 것으로 도시된다.

일 실시예에서, 식립형 디바이스 (500) 는, 길이 (516), 높이 (519), 폭 (521), 전방 에지 (edge) (또는 림 (rim)) (524), 및 후방 에지 (527), 외부 에지 또는 표면 (535), 및 내부 에지 또는 표면 (533) 을 가지는 리그 (513) 와 같은 잔기둥 그물 구조물 (trabecular meshwork structure) 을 포함한다. 리그 (513) 는, 그 사이에 복수의 캐비티 (515) 를 정의하는 복수의 대들보 같은 (girder-like) 구조물들 (514) 을 포함한다. "대들보 같은" 이라는 용어는, 종래의 3현교 (triangular truss) 구조물들 또는 엘리먼트들을 형성할 수도 있는 엘리먼트들로 제한되도록 의도된 것이 아니며, 네트워크 (network) 는, 예를 들어 심혈관 스텐트 (cardiovascular stent) 의 지주들 (struts) 과 같은 굽은 엘리먼트들을 가지는 트러스 (truss) 같은 구조물들로서 임의의 적절한 형태 또는 기하학적 구조를 취할 수도 있다는 점이 주목되어야 한다. 또한, 디바이스의 다양한 파트들을 설명하는 명사들은, 참조의 용이함을 위해 사용되고, 본 발명자에 의하여 정의된다는 점이 주목되어야 한다. 한 예로서, 본 명세서에서 사용되고 환자의 구강의 아래턱뼈 (16) 내에 위치된 바와 같이, 전방 에지 (524) 는 환자의 입술과 가장 가까운 면을 지칭하며; 후방 에지 (527) 는 전방 에지의 반대측 에지를 지칭하고; 외부 에지 표면 (535) 은 환자의 볼을 향하는 디바이스의 면을 지칭하며; 내부 표면 (533) 은 외부 표면의 반대측 디바이스의 표면을 지칭하고; 길이 (516) 는, 전방 에지 (예를 들면, 앞니 (525)) 로부터 후방 에지 (527) 까지 (어금니 (molar tooth) 쪽으로) 연장된 치수를 지칭하며; 높이 (519) 는, 아래턱뼈로부터 구강의 천정을 향하는 방향으로 수직하게 연장되는 치수를 지칭하고; 폭 (521) 은, 외부 표면과 내부 표면 사이에 연장되는 치수를 지칭한다. 하지만, 본 발명의 디바이스들은, 이러한 명사들에 의해 제한되지 않으며, 마운트 (mount) 의 임의의 적합한 파트 또는 환자의 다른 해부학적 영역들의 사용에 응용 가능하다.

임플란트 (500) 는, 환자의 골 표면 (542) 에 수술적으로 부착가능한 적어도 하나의 골 고정 피쳐 (bone fixation feature) (540), 및 하나 이상의 캡들 (549) (및/또는 크라운들) (도 14 참조) 을 그 위에 수용하기 위한 적어도 하나의 캡 (또는 크라운들을 포함하는 유사한 덮개들 (coverings)) 수용 피쳐 (546) (예를 들어, 도 13 참조) 를 포함한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 골 고정 피쳐 (540) 는 환자의 아래턱뼈 (16) 에 고정적으로 부착가능하도록 구성되고, 적어도 하나의 캡 수용 피쳐 (546) 는 적어도 하나의 고정 피쳐 (540) 의 반대측에 있다.

이제 도 3 및 도 4를 참조하면, 잇몸 (522) 은 절개부 (555) 및 리플렉트부 (reflected) (558) 로 절개되어 턱뼈 (16) 를 노출시킨다. 수술용 가이드 (561) 는 치아 상에 위치된다. 절골부들 (osteotomies) (564) 은 수술용 가이드 (561) 를 통해 턱뼈 (16) 내로 드릴링된다 (drilled). 그 후, 수술용 가이드 (561) 는 제거된다.

그 다음으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 뿌리 형태 (root-form) 임플란트 (567) 와 합체되고, 티타늄 리그와 같은, 리그 (513') 는, 턱뼈 (16) 상에 위치된다. 고정 나사들과 같은, 고정 엘리먼트들 (560) 은, 턱뼈의 앞쪽 및 뒤쪽 중 어느 하나 또는 양자 모두의 턱뼈 (16) 위에 리그 (513') 를 고정하는데 사용된다. 고정은 하나 이상의 자리에서 턱뼈를 따라 적절히 행할 수 있다. 한 예로써, 하나 이상의 고정 나사들 (560) 은 고정 포트들 (fixation ports) (561) 을 통하여 턱뼈의 외부 표면 (573), 턱뼈의 내부 표면 (576), 턱뼈의 전방부, 및/또는 턱뼈의 후방부, 또는 필요할 수도 있는 임의의 다른 부분에 위치될 수도 있다. 치유 나사들 (579) 과 같은 하나 이상의 치유 엘리먼트들은 리그 (513') 내에 위치된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 치유 나사들 (579) 은 리그의 상단 표면 (582) (또는, 리그가 위턱뼈 상에 배치되었으면, 하단 표면) 상에 위치된다. 리그는, 턱뼈의 외부 부분 및 내부 부분 모두 상의, 도 5 및 도 6으로부터 볼 수 있는 것과 같은 자리에 고정된다.

도 7에서 볼 수 있듯이, 골 이식 물질 (590) 은, 수술용 스패츌러 (surgical spatula) (593) 와 같은 적절한 툴들을 사용하여 리그 주위 및 리그 내에 위치된다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 골 이식 물질 (590) 은 특히 대들보들 (514) 에 의해 형성된 캐비티들/셀들 (515) 내부에 위치된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 골 이식 물질은 적어도 실질적으로 리그의 내부 및 외부를 덮는다. 리그는, 골 이식이 골 성장에 이바지할, 골격 (scaffold) 을 제공한다. 막 (membrane) (620) 은, 리그 및 골 이식 물질을 덮도록 리그의 적어도 상당 부분 위에 위치된다. 도시된 실시예에서, 막은 적어도 실질적으로 치유 나사들 (579) 을 덮는다. 그 다음으로, 잇몸 (522) 은 봉합사들 (sutures) (625) 또는 다른 유사한 엘리먼트들을 사용하여 제자리에 봉합된다.

이제 도 9 및 도 10을 참조하면, 예를 들어 6개월의, 적절한 기간의 경과 후, 치유 나사들 (579) 은 노출되고 제거된다. 치유 어버트먼트들 (630) 은, 이전에 치유 나사들 (579) 이 위치되었던, 리그 (513') 상에 위치된다.

이제 도 11 및 도 12를 참조하면, 예를 들어 1개월의, 적절한 기간의 경과 후, 치유 어버트먼트들 (630) 은 제거되고, 영구적인 어버트먼트들 (670) 및 크라운들 (549) 은 리그 (513') 상으로 위치된다. 어버트먼트 고정 나사들 (673) 은 리그 (513') 상으로 영구적인 어버트먼트들 (670) 을 고정시키는데 사용될 수도 있다. 또한, 봉합사들은 이때 제거될 수도 있다 (또는, 봉합사들은 붕괴성 타입 또는 재흡수성 타입일 수도 있다).

위에서 전반적으로 설명된 방법들과 유사하고, 그 피쳐들이 도 13 및 도 14에 전반적으로 도시된 예시적인 실시예에서, 도 4에 전반적으로 도시된 단계들의 완료 후, 뿌리 형태 임플란트 (567") 및 어버트먼트들 (670") 과 합체된 리그 (513") 는 턱뼈 (16) 상에 위치된다. 고정 나사들 (560) 은 턱뼈 상에 리그 (513") 를 고정하는데 사용된다. 골 이식 물질 (590) 은, 도 7에 관하여 설명한 것과 유사하게 리그 주위 및 리그 내에 위치된다. 리그 (513") 는, 골 이식이 뼈에 이바지할, 골격을 제공한다. 막 (620) 은 리그 (및 합체된 어버트먼트") 및 골 이식부의 상단 상에 위치된다. 잇몸은 봉합사들 (625) 을 사용하여 제자리에 봉합된다. 마지막으로, 모든 동일한 수술 절차 동안, 크라운들 (549) 은 어버트먼트들 (670") 상에 배치된다. 리그는 결국 시간이 지나면서 턱뼈와 접합될 것이다.

이제 도 15a, 도 15b, 도 16a, 도 16b, 도 17a 및 도 17b를 참조하면, 예시적인 식립형 디바이스 (500) 는, 암, 총상, 또는 그밖에 유사한 것들과 같은 여러가지 사정들의 결과일 수도 있는, 아래 턱 (아래턱뼈) 의 결손된 부분을 대체하도록 환자의 구강 내에 배치되는 것으로 도시된다.

도시된 바와 같이, 뿌리 형태 임플란트 (567") 및 어버트먼트들 (670") 과 합체된 리그 (513") 는, 잇몸의 부분이 절제 (切除) 되고 리플렉팅 된 (reflected) 후에, 아래턱뼈 (16) 상에 배치된다. 고정 나사들 (560) 은 턱뼈 상에 리그 (513") 를 고정하는데 사용된다. 골 이식 물질 (590) 은, 도 13 및 도 14에 관하여 설명한 것과 유사하게 리그 주위 및 리그 내에 위치된다. 리그 (513") 는, 골 이식이 뼈에 이바지할, 골격을 제공한다. 막 (620) (미도시) 은 리그 (및 합체된 어버트먼트") 및 골 이식부의 상단 상에 위치된다. 잇몸은 봉합사들 (625) 을 사용하여 제자리에 봉합된다. 마지막으로, 모든 동일한 수술 절차 동안, 크라운들 (549) 은 어버트먼트들 (670") 상에 배치된다. 리그는 결국 시간이 지나면서 턱뼈와 접합될 것이다. 대안예에서, 리그가 턱뼈 상에 배치되기 전에, 크라운들 (549) 은 어버트먼트들 (670") 상에 미리 배치될 수도 있다. 도시된 실시예에서, 임플란트의 아래 부분은, 턱뼈로의 임플란트의 필요한 부착을 제공하기 위하여 충분히 큰 표면 영역을 가질 수도 있다.

이제, 도 18a, 도 18b, 도 19a, 도 19b, 도 20a 및 도 20b를 참조하면, 예시적인 식립형 디바이스 (500) 는, 이가 없는 (edentulous) 위턱 (16") 상의 골 손실을 완화하기 위하여, 중증을 갖고 있는 환자의 결손된 치아들을 대체하도록 환자의 구강 내에 배치되는 것으로 도시된다.

골 이식

골 이식은 본 명세서의 방법 및/또는 디바이스와 결합하여 사용될 수도 있다. 또한, 골 이식은 본 명세서에 설명된 방법 및/또는 디바이스의 이전 및/또는 이후에 사용될 수도 있다. 다양한 타입의 골 이식이 존재하며, 이 중에서 임의의 골 이식은 본 발명에 관하여 임의의 시간 순서 또는 시간 프레임 (frame) 에서 사용될 수도 있다. 턱으로 이식되는 뼈가 환자 자신의 신체로부터 취해지거나 채취되어 골 이식이 사용될 수도 있다. 도너 사이트 (donor site) 로 알려진, 뼈가 채취되는 영역은 보통 구강 또는 둔부이다. 이것은, 환자 자신의 뼈이고, 그의/그녀의 신체와 매우 융합이 잘 된다. 자가이식들 (autografts) 은 일반적으로 가장 우수한 이식 기술이고, 보통 결손된 턱뼈의 가장 우수한 재생을 야기한다.

동종이식들 (allografts) 은 인간 기증자들로부터 취해진다. 이러한 방식으로 얻어진 뼈는 철저한 테스트들 및 멸균 (sterilization) 을 거친다. 환자의 신체는 기부자의 뼈를 환자 본연의 뼈로 전환시키며, 이에 따라 그의/그녀의 재흡수된 (resorbed) 턱뼈를 재건한다. 이종이식들 (xenografts) 은 동물들로부터 채취된다. 대부분 일반적으로 소 (bovine (cow)) 인 동물의 뼈는 특별하게 처리되어 동물의 뼈를 생체에 적합하고 (biocompatible) 멸균되도록 한다. 동물의 뼈는, 때가 되면 환자의 신체가 본연의 뼈로 대체할 필러 (filler) 와 같은 역할을 한다. 이러한 대체 프로세스가 완료된 후, 치아 임플란트들은 치아들을 지지하도록 위치될 수도 있다. 알로플라스틱 (alloplastic) 이식은 비활성의 인공 합성 재료들이다. 현대의 인공 관절 대체 절차는 금속 알로플라스틱 이식들을 사용한다. 뼈 대체를 위하여 본연의 뼈를 모방하는 인공 재료가 사용된다. 대부분 인공 재료는 인산 칼슘의 형태이다. 인공 재료가 어떻게 만들어지는지에 따라, 인공 재료는 재흡수성이거나 비재흡수성일 수도 있다. 즉, 환자의 신체는 알로플라스틱 이식을 환자의 본연의 뼈로 대체하거나 대체하지 않을 수도 있다. 알로플라스틱 이식이 대체되지 않는 경우, 알로플라스틱 이식은, 본연의 뼈가 형성되는 골격 또는 격자 (lattice) 로서 역할을 한다. 두 경우, 최종 결과는 치아 임플란트들의 배치를 위한 충분한 뼈를 생성하는 것이다. 최근, 재조합형 인간 뼈 형성 단백질 (recombinant human bone morphogenetic protein) (예를 들면, Medtronic Corporation으로부터 입수 가능함) 은, 새로운 뼈를 생성하도록 골아 (骨芽) 세포 (osteoblast) 로 분화하는 줄기 세포들을 포함함으로써 뼈를 생성하도록 사용된다. 또한, 예를 들어, 성장인자들 및/또는 모르포겐들 (morphogens) 과 같은 재조합형 DNA 기술을 사용하는 뼈 이식의 다른 타입들이 사용될 수도 있다.

뿌리 형태 임플란트

뿌리 형태 임플란트들은, 본 명세서의 디바이스 및/또는 방법들의 파트 또는 파트들로서 합체될 수도 있다. 뿌리 형태 임플란트가 디바이스 또는 리그에 합체되는 경우, 뼈의 볼륨 (volume) 이 디바이스의 기본적인 유지 및 고정을 돕도록 할 때, 뿌리 형태 임플란트는 존재하는 뼈 내부에 부분적으로 위치될 수 있다. 또한, 뿌리 형태 임플란트들은, 본 명세서에서 설명된 디바이스 및/또는 방법 이전 및/또는 이후에 디바이스가 위치되는 곳과 인접한 영역들에서 사용될 수도 있다. 수개의 타입들의 뿌리 형태 임플란트들이 존재하며, 이 중에서 임의의 뿌리 형태 임플란트는 본 발명에 관하여 임의의 시간 순서 또는 시간 프레임 (frame) 에서 사용될 수도 있다. 뿌리 형태 임플란트들은 본연의 치근 (tooth root) 과 가장 가까운 모양 및 크기일 수도 있다. 뿌리 형태 임플란트들은, 하나의 치아, 수개의 치아 또는 치아의 완벽한 아치 (arch) 의 대체를 위한 베이스 (base) 를 제공하도록, 일반적으로 넓고 깊은 뼈에 사용된다. 마취제의 적용 후, 치과의사는 식립될 턱뼈의 영역을 노출시키고 임플란트를 수용할 뼈를 준비할 것이다. 절개부 및 뼈의 준비의 개수는 위치될 임플란트들 (및 치아들) 의 개수에 의존한다. 임플란트는 조심스럽게 자리 내로 고정되고, 잇몸들은 수개의 스티치들로 클로징된다. 치유 기간은 보통 환자마다 다르며 임의의 시간 길이가 될 수 있다. 예를 들어, 치유 기간은 2주, 1개월, 6주, 2개월, 10주, 3개월, 14주, 4개월, 18주, 5개월, 22주, 6개월, 26주, 7개월, 30주, 8개월, 34주, 9개월, 38주, 10개월, 42주, 11개월, 46주, 및 1년일 수 있다. 이 시간 동안, 골유착이 일어난다. 뼈는 임플란트 주위 및 임플란트 내에 성장하여 강한 구조적인 지지를 생성한다. 사실상, 이러한 결합은 본래의 치아보다 훨씬 더 강할 수 있다. 치유가 완료되면, 임플란트는 언커버링되고 (uncovered), 연장부 (extension) 또는 어버트먼트가 임플란트에 부착된다. 이제, 임플란트 및 어버트먼트는 새로운 치아 또는 치아들을 지지할 준비가 된 단단한 유닛으로서 역할을 한다.

플레이트 형태 임플란트들 (plate-form implants) 은 보통 뼈가 너무 좁아서 뿌리 형태 임플란트에 적합하지 않을 수도 있고, 영역이 골 이식에 적합하지 않은 경우에 사용된다. 플레이트 형태 임플란트는 평평하고 길어서 좁은 턱뼈 내로 피팅될 수 있다. 마취제의 적용 후, 치과의사는 식립될 턱뼈의 영역을 노출시키고 임플란트를 수용할 뼈를 준비할 것이다. 절개부의 개수는 위치될 임플란트들의 개수에 의존한다. 임플란트는 조심스럽게 자리 내로 고정되고, 잇몸들은 수개의 스티치들로 클로징된다. 뿌리 형태 임플란트들과 유사하게, 몇몇의 플레이트 형태 임플란트들이 즉각적인 복원을 위해 설계되지만, 보통 골유착을 위한 치유 기간이 있다. 플레이트 형태 임플란트 또는 임플란트들은 리그의 파트 또는 파트들로서 합체될 수 있다. 플레이트 형태 임플란트는, 디바이스가 식립되기 이전 또는 이후에 디바이스가 식립되는 영역과 인접한 영역에 식립될 수 있다.

매우 진보한 턱뼈 재흡수와 함께, 뿌리 형태 임플란트 또는 플레이트 형태 임플란트를 위한 뼈의 폭 또는 높이가 충분하지 않을 수도 있다. 이러한 경우, 골막하 임플란트가 처방될 수도 있다. 골막하 임플란트는 커스텀 메이드 (custom made) 이고 뼈의 상단 상에, 잇몸들 아래에 안착되도록 설계된다. 골막하 임플란트의 배치를 위한 두 가지 방법이 있다.

이중 수술 방법 (dual surgery method) 에서, 마취제의 적용 후, 치과의사는 턱뼈를 노출시키고, 특별한 재료들을 사용하여 뼈의 인상 (impression) 또는 모델을 얻을 것이다. 이러한 모델은 환자의 턱에 피팅하기 위해 커스텀 임플란트를 조심스럽게 생성하도록 치과 기공실에 의해 사용된다. 그 다음으로, 두번째 절차는 턱뼈가 노출된 곳에서 수행되고, 임플란트가 위치된다. 잇몸들은 수개의 스티치들로 클로징되고 대체 치아들은 자리 내로 넣어진다.

단일의 수술 방법 (single surgery method) 에서, 치과의사는 환자의 턱뼈의 특별한 CAT 스캔 (scan) 을 요구할 것이다. CAT 스캔 데이터 및 진보한 컴퓨터 모델링 기술들을 사용하여, 턱뼈의 모델이 구축된다. 이 모델은, 환자의 턱에 피팅하기 위해 커스텀 골막하 임플란트 (custom subperiosteal implant) 를 제조하도록 치과 기공실에 의해 사용된다. 이후, 수술 절차는, 턱뼈가 노출된 곳에서 수행되고, 임플란트가 위치된다. 잇몸들은 수개의 스티치들 (stitches) 로 클로징되고 (closed), 대체 치아들은 자리 내로 넣어진다.

예시적인 실시예들의 상술한 개시는 설명 및 도해의 목적들을 위해 존재한다. 이는, 개시된 정밀한 형태들로 발명을 제한하거나 철저하도록 의도된 것이 아니다. 본 명세서에서 설명된 실시예들의 다양한 변형들 및 수정들은 상기 개시를 감안하면 일반적인 당업자 중 하나에게 명백할 것이다.

또한, 대표적인 실시예들을 설명함에 있어서, 구체적인 설명은 단계들의 특정한 순서들로서 방법들 및/또는 프로세스들을 보여준다. 하지만, 방법들 및 프로세스들이 본 명세서에 개시된 단계들의 특정한 순서에 의존하지 않을 정도까지, 방법들 및 프로세스들은 설명된 단계들의 특정한 순서로 제한되지 않아야 한다. 당업자 중 하나가 이해할 수 있음으로써, 단계들의 다른 순서들이 가능할 수도 있다. 그러므로, 구체적인 설명에 개시된 단계들의 특정한 순서는 청구항들 상으로의 제한들로서 이해되지 않아야 한다.

본 발명이 다양한 수정들, 및 대체 형태들에 민감하지만, 그것의 구체적인 실시예들은 도면에 도시되고 본 명세서에 상세히 설명된다. 하지만, 본 발명은 개시된 특정한 형태들 또는 방법들로 제한되지 않지만, 이와는 반대로, 본 발명은 첨부된 청구항들의 범위 내에 포함되는 모든 수정들, 균등물들 및 대체물들을 포함하는 것이라는 점은 이해되어야 한다.

Claims (20)

1. 대상자의 구강 내에 식립하는 식립형 치아 디바이스로서,
   골 성장을 촉진하도록 구성되고, 그 안에 골 이식 재료를 수용하도록 구성된 복수의 상호연결된 셀들을 가지는, 3차원의 잔기둥 그물 구조물 (trabecular meshwork structure) 로서, 상기 구조물은 길이, 위턱뼈와 아래턱뼈 사이를 연장하는 수직 축을 따라 실질적으로 공연장 (coextending) 하는 높이, 안면 (facial side) 과 설면 (lingual side) 사이를 연장하는 수평 축을 따라 실질적으로 공연장하는 폭, 제1 단부 (end) 및 제2 단부를 가지고, 상기 구조물은 환자의 구강 내에 영구적인 배치를 위해 구성되는, 상기 3차원의 잔기둥 그물 구조물;
   상기 그물 구조물과 통합되어 형성된 복수의 뿌리 형태 임플란트들 (root-form implants) 로서, 상기 뿌리 형태 임플란트들은 실질적으로 원통형의 바디를 가지며, 상기 뿌리 형태 임플란트들 중 적어도 하나의 상기 원통형의 바디의 적어도 일부분은 상기 턱뼈 내에 적어도 부분적인 관통을 위해 구성되는, 상기 복수의 뿌리 형태 임플란트들;
   상기 구조물의 표면 상의 적어도 하나의 고정 표면 (fixating surface) 으로서, 상기 고정 표면은 상기 수직 축과 실질적으로 수직이며, 환자의 턱뼈에 상기 구조물을 수술적으로 (operatively) 그리고 고정적으로 부착하기 위한 적어도 하나의 고정 엘리먼트 (element) 를 수용하기 위해 구성되는, 상기 적어도 하나의 고정 표면; 및
   복수의 보철물 수용 표면들 (prosthesis receiving surface) 로서, 각각의 상기 보철물 수용 표면들은, 그 위에 대응하는 수의 보철물들을 수용하기 위해 대응하는 뿌리 형태 임플란트에 인접하게 배치되는, 상기 복수의 보철물 수용 표면들을 포함하는, 식립형 치아 디바이스.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 복수의 보철물 수용 표면들의 적어도 일부는, 어버트먼트 (abutment) 를 그 위에 수용하기 위한, 대응하는 어버트먼트 수용 표면을 포함하는, 식립형 치아 디바이스.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 구조물은, 상기 복수의 셀들의 적어도 상당한 부분 내에 형성되는, 식립에 후속하여 형성되는 유도된 골 성장 (guided bone growth) 을 적어도 부분적으로 야기하는 골격 (scaffold) 을 닮은 (resemble), 식립형 치아 디바이스.
4. 제2 항에 있어서,
   적어도 하나의 어버트먼트를 포함하며, 상기 복수의 어버트먼트 수용 표면들 및 상기 복수의 뿌리 형태 임플란트들 중 적어도 하나는 상기 구조물 내로 합체되는, 식립형 치아 디바이스.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 상호연결된 셀들의 적어도 일부분은 복수의 수직하게 정렬된 셀들을 형성하는, 식립형 치아 디바이스.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 고정 표면은, 환자의 턱뼈로 상기 구조물을 수술적으로 (operatively) 그리고 고정적으로 (fixedly) 부착하기 위한 적어도 하나의 스레딩된 고정 엘리먼트 (threaded fixating element) 를 수용하도록 구성되며, 상기 적어도 하나의 고정 엘리먼트는 상기 수직 축과 실질적으로 수직한 방향으로 상기 턱과 체결되도록 구성되는, 식립형 치아 디바이스.
7. 대상자의 구강 내에 식립하는 식립형 치아 디바이스로서,
   골 성장을 촉진하도록 구성되고, 그 안에 골 이식 재료를 수용하도록 구성된 복수의 상호연결된 셀들을 가지는, 3차원의 잔기둥 그물 구조물 (trabecular meshwork structure) 로서, 상기 구조물은 길이, 위턱뼈와 아래턱뼈 사이를 연장하는 수직 축을 따라 실질적으로 공연장 (coextending) 하는 높이, 안면 (facial side) 과 설면 (lingual side) 사이를 연장하는 수평 축을 따라 실질적으로 공연장하는 폭, 제1 단부 (end) 및 제2 단부를 가지고, 상기 구조물은 환자의 구강 내에 영구적인 배치를 위해 구성되는, 상기 3차원의 잔기둥 그물 구조물;
   상기 그물 구조물과 통합되어 형성된 복수의 뿌리 형태 임플란트들 (root-form implants) 로서, 상기 뿌리 형태 임플란트들은 실질적으로 원통형의 바디를 가지며, 상기 뿌리 형태 임플란트들 중 적어도 하나의 상기 원통형의 바디의 적어도 일부분은 상기 턱뼈 내에 적어도 부분적인 관통을 위해 구성되는, 상기 복수의 뿌리 형태 임플란트들;
   환자의 턱뼈에 상기 구조물을 수술적으로 그리고 고정적으로 부착하기 위한 고정 엘리먼트를 수용하기 위한, 실질적으로 상기 구조물 상에 위치되는, 적어도 하나의 고정 표면; 및
   복수의 보철물 수용 표면들 (prosthesis receiving surface) 로서, 각각의 상기 보철물 수용 표면들은, 그 위에 대응하는 수의 보철물들을 수용하기 위해 대응하는 뿌리 형태 임플란트에 인접하게 배치되는, 상기 복수의 보철물 수용 표면들을 포함하는, 식립형 치아 디바이스.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 상호연결된 셀들의 적어도 일부분은 복수의 수직하게 정렬된 셀들을 형성하는, 식립형 치아 디바이스.
9. 제8 항에 있어서,
   적어도 하나의 어버트먼트를 포함하며, 상기 적어도 하나의 어버트먼트 및 상기 복수의 뿌리 형태 임플란트들 중 적어도 하나는 상기 구조물 내로 합체되고;
   상기 고정 엘리먼트를 수용하기 위한 상기 적어도 하나의 고정 표면은, 체결 (engagement) 시 상기 구조물의 표면과 실질적으로 수직한, 스레딩된 고정 엘리먼트 (threaded fixating element) 를 수용 (accommodate) 하도록 구성되는, 식립형 치아 디바이스.
10. 환자의 구강 내에 식립형 치아 디바이스를 식립하는 방법으로서,
    제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따라 치아 임플란트를 받기 적합한 환자를 확인하는 단계;
    상기 환자의 구강의 3 차원 이미지를 위탁하는 (commissioning) 단계;
    컴퓨터 모델링을 사용하여 상기 임플란트의 설계를 위탁하는 단계;
    디포지션 (deposition) 방법을 사용하여 상기 임플란트의 구축 (construction) 을 위탁하는 단계; 및
    상기 환자의 구강 내에 상기 임플란트를 부착하는 단계를 포함하는, 식립형 치아 디바이스 식립 방법.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 이미지는 CT 스캔 (scan) 을 사용하여 입수되는, 식립형 치아 디바이스 식립 방법.
12. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 임플란트는, 3D 레이저 신터링 프린팅 (3D Laser Sintering Printing) 에 의한 3D 레이저 프린팅 기술들을 사용하여 구축되는, 식립형 치아 디바이스 식립 방법.
13. 제10 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임플란트는 생체에 적합한 (bio-compatible) 재료로부터 구축되는, 식립형 치아 디바이스 식립 방법.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 생체에 적합한 재료는, 티타늄 합금 또는 지르코늄 중 적어도 하나를 포함하는, 식립형 치아 디바이스 식립 방법.
15. 제10 항, 제13 항, 또는 제14 항에 있어서,
    상기 환자의 구강 내에 상기 임플란트를 부착하는 단계는,
    a. 상기 치아 임플란트를 받기 적합한 골 영역으로부터 상기 환자의 잇몸을 노출시키는 단계;
    b. 상기 골 영역 상에 상기 치아 임플란트를 배치하는 단계; 및
    c. 상기 환자의 뼈에 상기 치아 임플란트를 고정시키는 단계를 포함하는, 식립형 치아 디바이스 식립 방법.
16. 제15 항에 있어서,
    상기 복수의 셀들로 골 이식 물질을 적용하는 단계를 더 포함하는, 식립형 치아 디바이스 식립 방법.
17. 제16 항에 있어서,
    a. 상기 보철물 수용 표면의 미리 결정된 (pre-determined) 부분 상에 적어도 하나의 영구적인 어버트먼트를 배치하는 단계;
    b. 제자리에 (in place) 상기 잇몸을 고정시키는 단계; 및
    c. 상기 적어도 하나의 영구적인 어버트먼트 상에 하나 이상의 보철물을 배치하는 단계를 더 포함하는, 식립형 치아 디바이스 식립 방법.
18. 제17 항에 있어서,
    상기 영구적인 어버트먼트를 배치하는 단계는, 상기 환자의 구강 내에 상기 구조물을 배치하는 단계와 적어도 실질적으로 동일한 수술 절차 동안 발생하는, 식립형 치아 디바이스 식립 방법.
19. 제17 항에 있어서,
    상기 영구적인 어버트먼트를 배치하는 단계는, 일정 기간의 경과 후 상기 환자의 구강 내에 상기 구조물을 배치하는 단계를 뒤따르는 실질적으로 후속하는 수술 절차에서 일어나는, 식립형 치아 디바이스 식립 방법.
20. 제19 항에 있어서,
    상기 후속하는 수술 절차는,
    a. 상기 구조물 상으로 치유 어버트먼트를 배치하는 단계; 및
    b. 상기 영구적인 어버트먼트를 배치하는 단계 이전에 시간의 경과를 허용하는 단계를 포함하는, 식립형 치아 디바이스 식립 방법.

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