KR20160031454A - 다공성 치과용 임플란트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 의료기기에 관한 것으로, 특히, 치과진료에서 뼈조직 대체용 임플란트의 제작에 사용될 수 있다.
증가된 강도의 치과 임플란트의 다공성 삼차원 구조는, 삼차원 바디로 만들어지며, 개방 세공들의 내부 면 상에 균등하게 분포되는 한쪽이 개방된 세공 및 개방된 관통 세공을 포함하며, 150-300 ㎛ 범위의 임의의 사이즈의 세공들을 지닌 내부 면에 연결되고, 티타늄 또는 티타늄 합금으로 만들어진 보강 엘리먼트를 갖추고 있다. 보강 엘리먼트(reinforcing element)는, 메시의 외측 면 상에 균등하게 분포되는 돌출부(protrusions)를 지닌 메시(mesh)로 만들어지며, 삼차원 바디(three-dimensional body)의 표면상에 위치된다.
치과 임플란트의 다양한 변형이 청구된 다공성 삼차원 구조의 베이스 상에 만들어진다; 이러한 임플란트는, 높은 초기 안정성, 엘리먼트들의 높은 강도, 뼈통합 (osteointegration) 강도와 비율 및 턱의 적합한 존에 이식 가능성을 보장한다; 출혈을 저지하지 않고 치아를 추출한 후에 즉각 턱뼈에 압인 기능한 지닌 치과 임플란트의 변형들 중 하나의 제조 방법 및 설치 방법은 또한 청구된 다공성 삼차원 구조에 기반한다.
증가된 강도의 치과 임플란트의 다공성 삼차원 구조는, 삼차원 바디로 만들어지며, 개방 세공들의 내부 면 상에 균등하게 분포되는 한쪽이 개방된 세공 및 개방된 관통 세공을 포함하며, 150-300 ㎛ 범위의 임의의 사이즈의 세공들을 지닌 내부 면에 연결되고, 티타늄 또는 티타늄 합금으로 만들어진 보강 엘리먼트를 갖추고 있다. 보강 엘리먼트(reinforcing element)는, 메시의 외측 면 상에 균등하게 분포되는 돌출부(protrusions)를 지닌 메시(mesh)로 만들어지며, 삼차원 바디(three-dimensional body)의 표면상에 위치된다.
치과 임플란트의 다양한 변형이 청구된 다공성 삼차원 구조의 베이스 상에 만들어진다; 이러한 임플란트는, 높은 초기 안정성, 엘리먼트들의 높은 강도, 뼈통합 (osteointegration) 강도와 비율 및 턱의 적합한 존에 이식 가능성을 보장한다; 출혈을 저지하지 않고 치아를 추출한 후에 즉각 턱뼈에 압인 기능한 지닌 치과 임플란트의 변형들 중 하나의 제조 방법 및 설치 방법은 또한 청구된 다공성 삼차원 구조에 기반한다.
Description
본 발명은 의료기기에 관한 것으로, 특히 치과진료에서 뼈조직 대체용 임플란트의 제작에 사용될 수 있다.
의료기기에서 사용하기 위한 다공성 삼차원 구조들(Porous three-dimensional structures)은 현재 잘 알려져 있다.
이러한 구조들은, 예컨대, 베이스에 적용된 코팅일 수 있거나[EP 0 296 335, publ. on 28.04.1988], 구조에서 규칙적인(일정한) 도관들(canals)을 통해 형성되는 구멍들(apertures)을 지닌 금속 쉬트의 압축 스택일 수 있다[US20050112397, publ. on 26.05.2005].
알려진 구조의 단점은 Karl E. MISH Orthopedic Treatment with Support on Dental Implants. Moscow, 2010, p.347-348 에서 발견되는데, 이는 구조 분리, 치핑 및 버어(chipping and burrs)의 형성에 대한 민감성과 관련된다.
청구된 기술적 해결책에 가장 가까운 해결책은 다공성 삼차원 구조[WO 97/24084, publ. on 10.07.1997]인데, 이는 개방 세공들의 내부 면 상에 균등하게 분포되는 한쪽이 개방된 세공 및 관통 세공을 포함하며 150-300 ㎛ 범위의 사이즈로 임의로 분포된 세공들을 지닌 내부 면에 연결되는 삼차원 바디로 만들어진다.
불충분한 강도 및 강성이 알려진 다공성 삼차원 구조의 단점이다. 일반적으로, 이 구조는 베이스 상에 만들어지고, 수행된 연구는 구조 분리, 치핑 및 버어의 형성에 대한 민감성을 보여준다.
[WO 97/21393 A1, publ. on 19.06.1997]에서의 임플란트는 뼈조직과 접촉하는 표면을 갖는데, 이는 뼈조직이 성장할 수 있는 생물(생체)학적으로 호환(적합)할 수 있는 다공성 금속 존을 포함한다. 그러나, 이러한 뼈 통합(bone integration)의 효과는, 임플란트 구성이 뼈조직의 내부성장을 임플란트로 촉진하는 임의의 매크로기하학구조(macrogeometry)가 없는 특정 원통(special cylinder)이기에, 단지 금속 표면 영역의 미세구조에 의해 보장된다.
[DE19816865 A1, publ. on 10.07.1997]에서의 임플란트는 잇몸(gum)과 접촉하는 존에서 생체활성 실리케이트 글라스 코팅을 포함한다. 잇몸의 상피세포는 턱에서 확고한 맞춤을 보장하는 임플란트 상의 코팅과 함께 성장할 수 있다. 그러나, 임플란트 구성(implant construction)은, 이 프로세스의 자극이 없이 그리고 이식 존(implantation zone)에서 감염매체의 가능한 진입의 예방 없이도 단지 조직의 내부성장을 촉진한다.
[WO 2008/52300 А1, publ. on 08.05.2008]에서의 티타늄으로 만들어진 베이스를 지닌 치과 원통형 임플란트는, 다공성 구조용의 캐비티와 약물(medicinal drugs) 도입용의 도관을 포함한다; 임플란트 케이스는, 나선형 내부에 설치된 3개의 종방향 보강 리브(three longitudinal stiffening ribs)에 의해 고정되는 외부 나사형태(thread form) 나선형으로 만들어진다. 이러한 치과 임플란트는 청구된 임플란트의 제1 및 제2 변형의 가장 까까운 종래 기술 참조(문헌)이다.
여기에 150-300 ㎛의 세공 사이즈를 지닌 다공성 구조가 나선형 내부에 설치된다.
[US6244868, publ. on 12.06.2001]에서의 치과 임플란트 및 이의 설치 방법은 가각 청구된 임플란트의 제3 변형 및 공표된 방법에 대한 가장 가까운 종래기술 참조(문헌)이다. 설명된 치과(치아) 임플란트는, 치과 보철을 위한 시트 및 뼈와 접촉하기 위한 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존을 갖는다. 설명된 임플란트는 출혈을 저지하지 않고(지혈없이) 치아를 추출한 후에 즉각 턱뼈에 압입(press-fit)함에 의해 설치된다. 이 방법으로 치과 임플란트가 "평균의" 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존을 지니게 제조될 때, 설치를 위한 뼈에서 시트(seat)는 넓어지고 이는 증가된 출혈 및 외상성 작용(traumatic operation)에 이르게된다.
[Vityaz P.A. et al. Porous Powder Materials and Goods Thereof. Minsk, Vysheyshaya Shkola, 1987, p.114-115, 137]에 설명된 방법은, 청구된 임플란트의 청구된 제조 방법에 대한 가장 가까운 종래기술 참조이다; 이 방법은, 재료 베이스-프레임 워크, 바람직하게는 티타늄 베이스 상에 생체적합성 재료(티타늄 또는 그의 파생물)의 분말의 형성을 포함한다.
알려진 가장 까까운 종래기술 참조(문헌)의 단점은, 위에서 설명된 다공성의 생물학적으로 호환할 수 있는 재료들의 단점에서 기인한다: 층 분리(박리), 치핑 및 버어(burrs). 적용된 다공성의 생물학적으로 호환할 수 있는 재료들의 이러한 단점은 같은 재료로 만들어진 제품의 결점들을 결정한다 - 치과 임플란트의 불충분한 초기 안정성.
청구된 발명의 목적은, 베이스 상에 위치될 때, 구조의 분리, 치핑 및 버어가 없는 것을 보장하는 증가된 강도의 다공성 삼차원 구조를 만들어 내는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 높은 초기 안정성, 엘리먼트들의 높은 강도, 뼈통합 (osteointegration) 강도와 비율 및 턱의 적합한 존에 이식 가능성을 보장하는 치과 임플란트의 다른 변형들을 만들어 내는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 높은 초기 안정성, 엘리먼트들의 높은 강도, 뼈통합 강도와 비율을 보장하는 치과 임플란트의 제조 방법 및 설치 방법을 만들어 내는데 있다.
공식화된 목적은, 개방 세공들의 내부 면 상에 균등하게 분포되는 한쪽이 개방된 세공 및 관통 세공을 포함하며, 150-300 ㎛ 범위의 임의의 사이즈의 세공들을 지니고, 내부 면에 연결되고, 티타늄 또는 티타늄 합금으로 만들어진 보강 엘리먼트를 갖추고 있는 삼차원 바디로서 만들지는 다공성 삼차원 구조의 방법으로 해결되었다: 보강 엘리먼트(reinforcing element)는, 메시의 외측 면 상에 균등하게 분포되는 돌출부(protrusions)를 지닌 메시(mesh)로 만들어지며, 삼차원 바디(three-dimensional body)의 표면상에 위치된다.
보강 엘리먼트의 외측 면 상의 각각의 돌출부는, 보강 엘리먼트의 두께에 대응하는 두께를 지닌 장방형 평행 육면체(rectangular parallelepiped)형상으로 되며, 또는 화살(표)(arrow) 형상으로 된다.
보강 엘리먼트는, 티타늄 쉬트(titanium sheet)로부터 펀칭(punching)에 의해 또는 티타늄 와이어로(titanium wire)부터 브레이딩(braiding)에 의해 만들어질 수 있다.
보강 엘리먼트 메시 구멍 사이즈는 바람직하게는 언급된 세공들의 최소 사이즈보다 작지 않아야 한다.
삼차원 구조는 티타늄 분말(titanium powder)로부터 형성된다.
삼차원 구조는 가압된 티타늄 분말을 지닌 베이스를 갖는다.
공식화된 목적은, 뼈와 접촉하기 위한 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존 및 치과보철을 위한 시트를 갖는 치과(치아) 임플란트의 제1 변형의 방법으로 해결되었다: 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존은, 턱뼈에 압입 가능하게 청구된 다공성 삼차원 구조로부터 만들어진다.
뼈와 접촉하기 위한 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존(biologically compatible metal porous zone)은, 원형 또는 타원형의 단면을 지닌 원통(cylinder) 또는 원뿔대(truncated cone)의 형태를 갖을 수 있으며, 또는 엇갈린 순서(staggered order)로 보강 엘리먼트의 외측 면 상에 위치되는 돌출부를 지닌 플레이트의 형태를 갖을 수 있다.
공식화된 목적은, 뼈와 접촉하기 위한 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존 및 치과보철을 위한 시트(seat)를 갖는 치과 임플란트의 제2 변형의 방법으로 해결되었다: 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존은, 원통 또는 원뿔의 형태의 청구된 다공성 삼차원 구조를 가지며, 나선형으로 보강 엘리먼트의 외측 면 상에 위치되는 돌출부를 지니며, 치과 임플란트를 턱뼈에 나사로 조이게끔 헬리컬 라인을 형성한다.
공식화된 목적은, 뼈와 접촉하기 위한 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존 및 치과보철을 위한 시트를 갖는 치과 임플란트의 제3 변형의 방법으로 해결되었다: 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존은, 의도된 임플란트로 대체하기 위해 사전에 획득된 치아의 3차원 단층사진에 따라 청구된 다공성 삼차원 구조로부터 만들어지며, 형상 및 사이즈는 치아 뿌리 형상 및 사이즈와 정확히 일치한다.
공식화된 목적은, 베이스의 제조 및 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존의 형성을 포함하는 청구된 치과 임플란트의 제조 방법으로 해결되었다: 제거될 치아의 3차원 단층사진을 사전에 만들고, 단층사진에 따라 이 치아 뿌리의 삼차원 모델을 제조하고, 임플란트로 대체 될 치아 뿌리의 형상 및 사이즈와 정확하게 일치하는 형상 및 사이즈의 모델에 따라 청구된 다공성 삼차원 구조로부터 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존을 형성한다.
공식화된(안출된) 목적은, 치아의 제거 및 출혈을 저지하지 않고(지혈없이) 치아를 추출한 후에 즉각 턱뼈에 압입(press-fit)함으로서 미리 제조된 치과 임플란트의 설치를 포함하는 치과 임플란트의 설치 방법으로 해결되었다: 제거되기 전의 치아의 3차원 단층사진을 사전에 만들고, 단층사진에 따라 이 치아 뿌리의 삼차원 모델을 제조하고, 제거된 치아 뿌리의 형상 및 사이즈와 정확히 일치하는 형상 및 사이즈 모델에 따라 청구된 다공성 삼차원 구조로부터 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존을 형성한다.
청구된 본 발명의 본질은 도면을 통해 제한없이 설명되어 있다.
본 발명은, 베이스 상에 위치될 때, 구조의 분리, 치핑 및 버어가 없는 것을 보장하는 증가된 강도의 다공성 삼차원 구조를 만들어 낼 수 있고, 높은 초기 안정성, 엘리먼트들의 높은 강도, 뼈통합 (osteointegration) 강도와 비율 및 턱의 적합한 존에 이식 가능성을 보장하는 치과 임플란트의 다른 변형들을 만들어 낼수 있으며, 높은 초기 안정성, 엘리먼트들의 높은 강도, 뼈통합 강도와 비율을 보장하는 치과 임플란트의 제조 방법 및 설치 방법을 만들어 낼 수 있다.
도 1은, 스케치 형태로, 청구된 다공성 구조로 구현되고 압입을 위해 의도된, 청구된 치과 임플란트의 제1 변형을 구현한 제1 실례의 부분 단면을 도시한 도면이다.
도 2는, 스케치 형태로, 도 1에서 표현된 청구된 치과 임플란트의 일반적인 도면을 도시한다.
도 3은, 스케치 형태로, 청구된 다공성 구조로 구현되고 압입을 위해 의도된, 청구된 치과 임플란트의 제1 변형을 구현한 다른 실례의 부분 단면을 도시한 도면이다.
도 4는, 스케치 형태로, 도 3에서 표현된 청구된 치과 임플란트의 일반적인 도면을 도시한다.
도 5는, 스케치 형태로, 청구된 다공성 구조로 구현되고 나사 끼움(screw fit)을 위해 위도된, 청구된 치과 임플란트의 제2 변형의 부분 단면을 도시한 도면이다.
도 6은, 스케치 형태로, 도 5에서 표현된 청구된 치과 임플란트의 일반적인 도면을 도시한다.
도 7은, 스케치 형태로, 청구된 다공성 구조로 구현되고 청구된 다공성 구조의 설치 방법을 위해 의도된, 청구된 치과 임플란트의 제3 변형의 부분 단면을 도시한 도면이다.
도 8은, 스케치 형태로, 도 7에서 표현된 청구된 치과 임플란트의 일반적인 도면을 도시한다.
도 2는, 스케치 형태로, 도 1에서 표현된 청구된 치과 임플란트의 일반적인 도면을 도시한다.
도 3은, 스케치 형태로, 청구된 다공성 구조로 구현되고 압입을 위해 의도된, 청구된 치과 임플란트의 제1 변형을 구현한 다른 실례의 부분 단면을 도시한 도면이다.
도 4는, 스케치 형태로, 도 3에서 표현된 청구된 치과 임플란트의 일반적인 도면을 도시한다.
도 5는, 스케치 형태로, 청구된 다공성 구조로 구현되고 나사 끼움(screw fit)을 위해 위도된, 청구된 치과 임플란트의 제2 변형의 부분 단면을 도시한 도면이다.
도 6은, 스케치 형태로, 도 5에서 표현된 청구된 치과 임플란트의 일반적인 도면을 도시한다.
도 7은, 스케치 형태로, 청구된 다공성 구조로 구현되고 청구된 다공성 구조의 설치 방법을 위해 의도된, 청구된 치과 임플란트의 제3 변형의 부분 단면을 도시한 도면이다.
도 8은, 스케치 형태로, 도 7에서 표현된 청구된 치과 임플란트의 일반적인 도면을 도시한다.
다공성 구조는, 예컨대 치과진료의 요구에 따라 임의의 사이즈 및 형상으로 만들어진다(도1 참조). 삼차원성 및 약분 가능성(Three-dimensionality and commensurability)이 필수적이다(즉, 삼차원 좌표에서 구조의 사이즈가 동일한 순서로 되어야한다). 개방 세공들(open pores)의 내부 면 상에 균등하게 분포되는 한쪽이 개방된 세공(one-side open pores) 및 개방된 관통 세공(open through pores)을 지니며 150-300 ㎛ 범위의 사이즈로 임의로 분포된 세공들을 지닌, 내부 면에 연결되는 구조의 성능이 [WO 97/24084]로 부터 알려져 있다. 다공성 구조(체)(1,porous structure)에는, 메시(mesh)의 외측 면에 군등하게 분포된 돌출부(3,reinforcing element)를 지닌, 티타늄 또는 티타늄 합금으로부터의 메시로 만들어진 보강 엘리먼트(2)가 갖추어져 있으며, 이는 삼차원 바디의 표면 상에 위치된다.
보강 엘리먼트(2)는, 예컨대, 티타늄 쉬트로부터 펀칭(punching)에 의해 또는 티타늄 와이어로부터 브레이딩(braiding)에 의해 만들어질 수 있다. 보강 엘리먼트(2)의 구멍들(4)의 사이즈의 약분 가능하여 이들 세공들의 사이즈가 달성된다.(즉, 구멍들(4)의 사이즈는 세공들의 사이즈 보다 작지 않아야 됨).
보강 엘리먼트의 외측 면 상의 각각의 돌출부(3)는 보강 엘리먼트의 두께에 대응하는 두께를 지닌 장방형 평행 육면체(rectangular parallelepiped)형상으로 되며, 또는 화살(표)(arrow) 형상으로 된다.
청구된 다공성 구조는 생물학적으로 호환(적합)할 수 있는 재료로부터 만들어지는데, 예컨대 티타늄, 티타늄 합금 또는 다른 생물학적으로 호환할 수 있는 재료들로부터 만들어진다.
이들 재료들은, 한편으로는, 생물학적으로 호환할 수 있으며 쉽게 살균할 수 있고, 다른 한편으로는, 뼈조직의 탄성률(modulus of elasticity)과 아주 가까운 탄성률을 갖는데, 따라서 임플란트의 기계적 및 강도 특성에 일치할 수 있어서 가장 유리한 재생된 뼈조직이다.
예컨대, 수압 가압 방법(hydrostatic pressing method)[Vityaz P.A.]에 의해 베이스로 티타늄 스폰지로부터 형성된 티타늄 분말을 가압 함에 의해 또는 예컨대, 기공-형성제 및 추가 소결로 생체 적합성 재료(티타늄 또는 그의 파생물)의 분말 혼합물을 형성함에 의해 상이한 제조 방법에 의한 청구된 다공성 구조를 획득할 수 있다[BY10325, publ. on 30.12.2003].
보강 엘리먼트(2,reinforcing element)의 구멍들(4,apertures)의 사이즈가 언급된 세공들의 최대 사이즈보다 작지 않아야 한다는 조건에 의해, 혈류량(blood flow)에 대한 구조(1)의 관통 침투성(through penetrability)을 보장할 수 있으며, 따라서 혈류량의 향상된 유체역학을 촉진하며, 결과적으로 조직의 영양(분)이 재생된다.
청구된 치과(치아) 임플란트의 제1 변형의 구현의 제1 실례가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 치과 임플란트는, 티타늄과 같은 생체 적합성 재료로부터 제조되며, 치과 보철(dental prosthesis)(도면에 미도시 됨)을 위한 시트(5), 및 이 실례에서 턱뼈에 압입하기 위한 원통형 바디(6,cylindrical body)로 만들어지는, 뼈와 접촉하기 위한 생물(생체)학적으로 호환(적합)할 수 있는 금속 다공성 존(biologically compatible metal porous zone )을 갖는다. 원통형 바디(6)는, 삼차원 구조(1)가 있는 종방향 베이스(7,longitudinal base)를 포함하며, 다공성 삼차원 구조의 표면에 있는 보강 엘리먼트(2) 및 보강 엘리먼트(2)의 외부 면 상에 고정되어 균등하게 위치된 돌출부(3)에 가압된다.
링 헤드(8)는, 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌으로부터 다공성 삼차원 구조로 만들어지며, 시트(5) 주위의 원통형 바디(6)의 위에 걸쳐서 위치되는 잇몸 조직의 내부성장을 위한 것이다.
보조 보강 엘리먼트(9)는, 구멍을 지닌 회전 중공 바디(hollow body of revolution) 로 만들어지며, 링 헤드(8)에 위에 걸쳐서 위치된다.
보강 엘리먼트(9)는, 생물학적으로 호환할 수 있는 금속으로부터 만들어지는데, 예컨대, 알려진 레이더 용접의 방법에 의한 티타늄 와이어 또는 티타늄 쉬트로부터 펀칭에 의해 만들어진다. 보강 엘리먼트(9)의 구멍(10) 사이즈는 링 헤드(8)의 다공성 삼차원 구조의 세공들의 최소 사이즈보다 작지 않다.
청구된 치과 임플란트의 제1 변형의 구현의 다른 실례가 도 3 및 도 4에서 도시되어 있는데, 청구된 치과 임플란트는, 베이스(7)에 대해 가압된 티타늄 파우더로부터 플레이트(11)로서 만든, 뼈와 접촉하기 위한 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존을 포함한다. 잇몸의 연조직의 내부성장을 위해, 부시(bush)의 형태로 만든 헤드(8)는 치과 보철을 위한 시트(5)의 주위의 플레이트(11) 위에 걸쳐서 위치된다.
청구된 치과 임플란트의 제1 변형은 하기와 같이 이식된다. 원통형(6) 또는 플레이트(11) 형태의 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존을, 헤드(8)의 외측 면이 잇몸의 연조직(soft tissues)의 레벨과 일치하는 방식으로 턱 뼈에 형성된 구멍에 가압하고 연조직을 스티치(stitch)해야 한다. 치과 보철은, 임플란트의 최종 주입(접목)(engraftment) 후에, 베이스(7)의 시트(5)에 설치된다.
뼈조직과 접촉하는 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 존이 삼차원 다공성 구조(1)로서 만들어짐에 의해, 뼈조직의 내부성장은 그의 전체 깊이에서 언급된 삼차원 다공성 구조와 통합하여 일어난다. 여기에서 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 삼차원 다공성 존(1)은, 보강 엘리먼트(2)에 의해 손상으로부터 안전하게 보호되며, 돌출부(3)는 앵커 엘리먼트로서 기능하여 전체 임플란트가 변위하는 것을 방지하며, 따라서 기본적인 안정성(primary stability)을 보장한다.
또한, 다공성 삼차원 구조(1)는, 잇몸의 연조직의 내부성장을 보장하는 다공성 삼차원 구조를 갖는, 폴리테트라플루오로에틸렌으로부터의 헤드(8)에 의해 구강으로부터의 감염매체의 진입으로부터 안전하게 예방(방지)된다.
회전하는 바디 형태 또는 플레이트 형태로 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 구조의 제조는, 임플란트를 위한 일부 장소를 갖는 턱의 상이한 위치에 청구된 치과 임플란트를 설치하는 가능성을 보장한다.
따라서, 청구된 치과 임플란트는, 구강에서의 병원성 미생물의 진입으로부터 이식 영역(implantation area)을 안전하게 보호하며, 뿐만 아니라 뼈조직의 심도(in-depth) 내부성장을 보장하며, 턱뼈에서의 설치 강도 및 고착을 촉진한다.
청구된 치과 임플란트의 제2 변형의 구현의 실례가 도 5 및 도 6에 표현되어 있다. 치과 임플란트는, 티타늄과 같은, 생체 적합성 재료로부터 만들어지며, 치과 보철을 위한 시트(5) 및 이 실례에서 원통형 바디(12)로 만들어진, 뼈와 접촉하기 위한 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존(6)을 갖는다. 이 바디(12)는, 삼차원 구조(1)가 있는 종방향 베이스(7,longitudinal base)를 포함하며, 다공성 삼차원 구조의 표면에 있는 보강 엘리먼트(2) 및 보강 엘리먼트(2)의 외부 면 상에 고정되어 균등하게 위치된 돌출부(3)에 가압된다. 이 실례에서, 돌출부(3)는, 나선형으로 보강 엘리먼트(2)의 외측 면 상에 위치되며, 치과 임플란트를, 즉 바디(12)를, 턱뼈에 나사로 조이게끔 헬리컬 라인을 형성한다.
링 헤드(8)는, 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌으로부터 다공성 삼차원 구조로 만들어지며, 시트(5) 주위의 존(6)의 위에 걸쳐서 위치되는 잇몸 조직의 내부성장을 위한 것이다.
헤드(8)는 제1 실례에서 설명된 바와 같이 만들어진다.
종방향 베이스(7)는, 바디(12) 위쪽에서 더 넓어져서 헤드(8) 아래에 섹션(13)을 형성하며; 섹션(13) 상에는 피질층(cortical layer)에 고착하기 위한 몇 개의 나사 돌출부가 있다.
청구된 치과 임플란트의 제2 변형은 하기와 같이 이식된다. 원통형 바디(12)의 형태의 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존을, 헤드(8)의 외측 면이 잇몸의 연조직의 레벨과 일치하는 방식으로 나사 섹션(thread section)으로서 돌출부(3)를 사용하여, 턱 뼈에 형성된 구멍에 나사 조임하고 연조직을 스티치(stitch)해야 한다. 치과 보철은, 임플란트의 최종 주입(접목)(engraftment) 후에, 베이스(7)의 시트(5)에 설치된다.
뼈조직과 접촉하는 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 존이 삼차원 다공성 구조(1)로서 만들어짐에 의해, 뼈조직의 내부성장은 그의 전체 깊이에서 언급된 삼차원 다공성 구조와 통합하여 일어난다. 여기에서 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 삼차원 다공성 존(1)은, 보강 엘리먼트(2)에 의해 손상으로부터 안전하게 보호되며, 돌출부(3)는 나사 섹션(thread sections) 및 앵커 엘리먼트(anchor elements)로서 기능하여 전체 임플란트가 변위하는 것을 방지하며, 따라서 기본적인 안정성(primary stability)을 보장한다.
또한, 다공성 삼차원 구조(1)는, 잇몸의 연조직의 내부성장을 보장하는 다공성 삼차원 구조를 갖는, 폴리테트라플루오로에틸렌으로부터의 헤드(8)에 의해 구강으로부터의 감염매체의 진입으로부터 안전하게 예방(방지)된다.
따라서, 청구된 치과 임플란트는, 구강에서의 병원성 미생물의 진입으로부터 이식 영역을 안전하게 보호하며, 뿐만 아니라 뼈조직의 심도(in-depth) 내부성장을 보장하며, 턱뼈에서의 설치 강도 및 고착을 촉진한다.
청구된 치과 임플란트의 제3 변형의 구현의 실례가 도 7 및 도 8에 표현되어 있다. 치과 임플란트는, 치과 보철을 위한 시트(5) 및 뼈와 접촉하기 위한 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존(6)을 갖는다. 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존은, 의도된 임플란트로 대체하기 위해 사전에 획득된 치아의 3차원 단층사진에 따라 복잡한 삼차원 구조(15)로서 청구된 다공성 삼차원 구조로부터 만들어지며, 형상은 치아 뿌리 형상 및 사이즈와 정확히 일치한다.
복잡한 삼차원 구조(15)는, 다공성 삼차원 구조(1)가 있는 종방향 분지식 베이스(16,blanched base)를 포함하며, 다공성 삼차원 구조의 표면에 있는 보강 엘리먼트(2) 및 보강 엘리먼트(2)의 외부 면 상에 고정되어 균등하게 위치된 돌출부(3)에 가압된다.
링 헤드(8)는, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene)으로부터 다공성 삼차원 구조로 만들어지며, 시트(5) 주위의 구조(15)의 위에 걸쳐서 위치되는 잇몸 조직의 내부성장을 위한 것이다.
헤드(8)는 제1 실례에서 설명된 바와 같이 만들어진다.
치과 임플란트의 제3 변형(도 7 및 8)은 하기와 같이 제조되고 설치될 수 있다.
제거될 치아의 3차원 단층사진을 만들어야 한다.
치아의 3차원 단층 사진(3D-tomography)에 따라 치아 뿌리의 컴퓨터 모델을 형성하고 컴퓨터 모델에 따라 임플란트의 종방향 분지식 베이스의 삼차원 모델을 형성한다.
치아 뿌리의 컴퓨터 모델에 따라, CNC 머신(CNC machine)을 사용하여 몰드(mold)를 밀링(mill)한다; 그 후, 차례로, 예컨대, 언급된 치아 뿌리의 삼차원 모델의 형상에 가장 가까운, 예컨대 5 내지 10% 만큼 초과하는 사이즈의, 매트릭스로 폴리우레탄으로부터 몰딩을 한다.
이 베이스의 컴퓨터 모델에 따라 따라 CNC 머신으로 종방향 분지식 베이스(16)를 밀링한다.
예컨대, 수압 가압 방법[Vityaz]에 의해, 티타늄 분말로 채워진 형성된 매트릭스에서 획득된 베이스를 설치하고, 예컨대, 수압 가압 방법[Vityaz]에 의해, 임플란트로 대체될 치아 뿌리의 형상 및 사이즈와 정확히 일치하는 형상 및 사이즈의 청구된 다공성 삼차원 구조를 형성한다.
그리고는, 제거될 치아의 임플란트가 준비되면, 치아를 제거하고, 출혈을 저지하지 않고 치아를 추출한 후에 헤드(8)의 외측 면이 잇몸의 연조직의 레벨과 일치하는 방식으로 즉시 턱뼈에 사전에 제조된 임플란트를 가압하고 연조직을 스티치 해야한다. 치과 보철은, 임플란트의 최종 주입 후에 베이스(7)의 시트(5)에 설치된다.
뼈조직과 접촉하는 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 존이 삼차원 다공성 구조(1)로서 만들어지고 출혈을 저지하지 않고(지혈 없이) 임플란트가 설치됨에 의해, 출혈은 다공성 구조의 전체 깊이로 삼차원 다공성 구조를 둘러싸고, 이는 언급된 삼차원 다공성 구조의 전체 깊이에서, 즉 통합되어, 뼈조직의 내부성장을 촉진시킨다. 여기에서 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 삼차원 다공성 존(1)은, 보강 엘리먼트(2)에 의해 손상으로부터 안전하게 보호되며, 돌출부(3)는 앵커 엘리먼트로서 기능하며 전체 임플란트가 변위하는 것을 방지하는 기능을 하여, 따라서 기본적인 안정성(primary stability)을 보장한다.
또한, 다공성 삼차원 구조(1)는, 잇몸의 연조직의 내부성장을 보장하는 다공성 삼차원 구조를 갖는, 폴리테트라플루오로에틸렌으로부터의 헤드(8)에 의해 구강에서의 감염매체의 진입으로부터 안전하게 예방(방지)된다.
따라서, 청구된 치과 임플란트는, 구강에서의 병원성 미생물(pathogenic microbes)의 진입으로부터 이식 영역을 안전하게 보호하며, 뿐만 아니라 뼈조직의 심도(in-depth) 내부성장을 보장하며, 턱뼈에서의 설치 강도 및 고착을 촉진한다.
청구된 기술적 결과의 성취는 표준 ISO-5832-3(외과용 임플란트. 변형 가능한 티타늄-베이스 합금)의 요구사항을 준수하기 위한 국제 표준 ASTM 국제 F 1147-058에 따른 시험에 의해 입증되었다. 표준 ASTM은, 특히 실온에서 치밀한 금속 베이스와 밀접하게 접촉되는 금속 다공성 코팅의 코팅의 인장력을 테스트하는 방법을 설명한다.
ASTM 표준에 의해 규정된, 시험에 대한 테스트 샘플이 제조된다; 각각의 테스트 샘플은 금속 베이스 및, 본 발명 하에서 상기 베이스에 적용된 다공성 구조로 구성된다.
언급된 표준하에서 수행된 시험은, 표준 ISO-5832-3에 의해 규정된 860 MPa의 값을 초과하는 933 MPa에서 950 MPa까지, 본 발명하에서 샘플의 극한 강도를 보여주었다. 어떠한 치핑, 버어 및 구조 분리는 관찰되지 않았다.
따라서, 본 발명에 따른 다공성 구조의 제조는 이전에 달성할 수 없었던 특성을 달성할 수 있다: 증가된 강도 및 강성, 사용 과정에서의 구조 분리, 치핑 및 버어의 부재, 그리고 [Karl E. MISH]의 견해 반박.
이 제조는, 임플란트와 뼈에 모두 다공성 구조를 고정할 수 있으며 해부학 방향으로 세공을 통해 혈류량을 처리할 수 있고, 다공성 구조로 원뿔조직의 점착의 강도를 증가시킬 수 있다.
Claims (14)
- 개방 세공들의 내부 면 상에 균등하게 분포되는 한쪽이 개방된 세공 및 관통 세공을 포함하며, 세공들의 사이즈는 150-300 ㎛ 범위에서 임의로 분포되어, 내부 면에 연결되고, 티타늄 또는 티타늄 합금으로 만든 보강 엘리먼트를 갖추고 있는, 삼차원 바디로서 만들어지는 임플란트의 다공성 삼차원 구조에서,
보강 엘리먼트는, 메시의 외측면 상에 균등하게 분포된 돌출부를 지닌 메시로 만들어져서, 삼차원 바디의 표면 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 임플란트의 다공성 삼차원 구조. - 제 1항에 있어서,
보강 엘리먼트의 외측 면 상의 각각의 돌출부는, 보강 엘리먼트의 두께에 대응하는 두께를 지닌 장방형 평행 육면체(rectangular parallelepiped) 형상 인 것을 특징으로 하는 다공성 구조. - 제 1항에 있어서,
보강 엘리먼트의 외측 면 상의 각각의 돌출부는, 화살표 형상 인 것을 특징으로 하는 다공성 구조. - 제 1항에 있어서,
보강 엘리먼트는, 티타늄 쉬트로부터 펀칭으로 만들어지거나, 티타늄 외이어로부터 브레이딩에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 다공성 구조. - 제 1항에 있어서,
보강 엘리먼트 메시 구멍 사이즈는 언급된 세공들의 최대 사이즈보다 작지 않은 것을 특징으로 하는 다공성 구조. - 제 1항에 있어서,
삼차원 구조는 티타늄 분말로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 다공성 구조. - 제 1항에 있어서,
삼차원 구조는, 가압된 티타늄 분말을 지닌 베이스를 갖는 것을 특징으로 하는 다공성 구조. - 뼈와 접촉하기 위한 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존 및 치과 보철을 위한 시트(seat)를 갖는 치과 임플란트는, 턱뼈에 압입 가능하게 청구항 1항 내지 7항에 따른 다공성 삼차원 구조로부터 만들어지는, 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존을 특징으로 하는 치과 임플란트.
- 제 8항에 있어서,
삼차원 구조는, 원형 또는 타원형의 단면을 지닌 원통(cylinder) 또는 원뿔대(truncated cone)의 형태 인 것을 특징으로 하는 치과 임플란트. - 제 8항에 있어서,
삼차원 구조는, 엇갈린 순서로 보강 엘리먼트의 외측 면 상에 위치되는 돌출부를 지닌 플레이트의 형태 인 것을 특징으로 하는 치과 임플란트. - 뼈와 접촉하기 위한 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존 및 치과 보철을 위한 시트(seat)를 갖는 치과 임플란트는, 원통 또는 원뿔의 형태로 청구항 1항 내지 7항의 다공성 삼차원 구조로부터 만들어지며, 나선형으로 보강 엘리먼트의 외측 면 상에 위치되는 돌출부를 지니며, 치과 임플란트를 턱뼈에 나사로 조이게끔 헬리컬 라인을 형성하는, 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존을 특징으로 하는 치과 임플란트.
- 뼈와 접촉하기 위한 생물학적으로 호환할 수 있는 금속 다공성 존 및 치과 보철을 위한 시트(seat)를 갖는 치과 임플란트는, 의도된 임플란트로 대체하기 위해 사전에 획득된 치아의 3차원 단층사진에 따라 청구항 1항 내지 7항의 다공성 삼차원 구조로부터 만들어지며, 그 형상 및 사이즈는 치아 뿌리 형상 및 사이즈와 정확히 일치하는, 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존을 특징으로 하는 치과 임플란트.
- 베이스의 제조 및 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존의 베이스 상의 형성을 포함하는, 치과 보철을 위한 시트 및 베이스, 치아 추출 후에 즉시 턱뼈에 압입하기 위해 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존을 갖는 치과 임플란트의 제조방법은,
제거될 치아의 3차원 단층사진을 사전에 만들고; 단층 사진에 따라 치아 뿌리의 삼차원 모델을 제조하고; 이러한 모델에 따라, 임플란트로 대체 될 치아 뿌리의 형상 및 사이즈와 정확하게 일치하는 구조의 형상 및 사이즈로, 청구항 1항 내지 7항의 다공성 삼차원 구조로부터 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존을 형성하는, 것을 특징으로 하는 치과 임플란트 제조 방법. - 치아의 제거 및 출혈을 저지하지 않고(지혈없이) 치아를 추출한 후에 즉각 턱뼈에 압입(press-fit)함으로서 미리 제조된 치과 임플란트의 설치를 포함하는, 치과 임플란트의 설치 방법은, 제거되기 전의 치아의 3차원 단층사진을 만들고; 단층사진에 따라 이 치아 뿌리의 삼차원 모델을 제조하고; 이러한 모델에 따라, 제거된 치아 뿌리의 형상 및 사이즈와 정확히 일치하는 형상 및 사이즈로, 청구항 1 내지 7항의 다공성 삼차원 구조로부터 뼈와 접촉하기 위한 금속 다공성 존을 형성하는, 것을 특징으로 하는 치과 임플란트 설치 방법.
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