KR20180127858A

KR20180127858A - 임플란트용 인공 치근

Info

Publication number: KR20180127858A
Application number: KR1020170063149A
Authority: KR
Inventors: 김광섭
Original assignee: 김광섭
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2018-11-30

Abstract

본 발명은 임플란트용 인공 치근에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 외주 측면에 상기 치조골에 나사 결합하기 위한 서로 독립된 복수 줄의 나사산들이 나선 경로를 따라 형성된 임플란트용 인공 치근이 제공된다.

Description

임플란트용 인공 치근{Fixture for implant}

본 발명은 치과용 임플란트 유닛의 인공 치근에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인공 치근을 치조골에 식립하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있으면서도 치조골과의 결합력이 증대될 수 있는 임플란트용 인공 치근에 관한 것이다.

인공 치아는 사람의 자연 치아와 외형 및 기능면에서 거의 동일한 상태가 될 수 있도록 인위적으로 제작된 치아이다. 이러한 인공 치아는 충치와 같은 여러 요인에 의해 자연 치아가 결손된 경우 또는 다른 구개 질환에 의해 자연 치아를 대체하는 용도로 사용될 수 있다.

일반적으로 자연 치아를 인공 치아로 대체함에 있어서 치과적 질병의 증상과 예후에 따라 브릿지, 틀니, 또는 치조골 내 매식, 즉 임플란트라는 세 가지 접근 방법이 알려져 있다. 이 중에서 브릿지의 경우, 건강한 인접 치아를 깎아내야만 하므로 자연 치아의 손상을 가져올 수 있고, 인공 치아의 뿌리가 없으므로 저작력이 약해지는 문제점이 있으며, 틀니와 임플란트에 비하여 수명이 짧다.

상기 틀니의 경우에는 자연 치아의 손상이 불가피하고, 치조골이 사용 과정에서 점진적으로 흡수되는 현상이 나타날 뿐만 아니라 구강으로부터 분리되거나 사용자가 구강 내 이물감을 느낄 수 있는 여러 불편한 문제점이 있다. 따라서, 브릿지 및 틀니는 치조골이 튼튼한 환자에게는 그 적용이 점차 줄어들고 있는 추세이다.

반면, 상기 임플란트 방법은 치조골이 치료에 적합한 상태를 유지하고 있는 한, 인접한 자연 치아에 손상을 주지 않으면서 독립적인 시술이 가능하고, 임플란트가 완료된 후에는 자연 치아와 구별하기 어려울 정도로 외형과 기능이 우수하므로 그 적용이 점차 확대되고 있다. 또한, 이에 적용되는 임플란트 유닛이 관리 상태에 따라서는 수명이 반영구적이라는 장점이 있다. 인공 치아를 치조골에 매식하기 위한 종래의 임플란트 유닛에 대해서는 본원 출원인에 의해 특허 출원되고 등록된 등록특허 제10-1608170호(2016.3.25.)(특허문헌 1), 등록특허 제10-1660183호(2016.9.20.)(특허문헌 2)에 개시되어 있다.

일반적으로 임플란트 유닛은 치아 역할을 하는 보철물(crown), 치아의 뿌리 및 기둥 역할을 하는 인공 치근(fixture), 그리고 보철물과 인공 치근 사이를 연결하는 지대주(abutment)를 포함한다. 임플란트 유닛에서 보철물은 치아 형상으로 제작되어 지대주상에 결합 및 고정된다. 상기 지대주는 인공 치근의 상단부에 결합될 수 있으며, 스크류와 같은 결합 부재에 의해 결합될 수 있다.

지대주는 특허문헌 1에서와 같이 인공 치근에 직접 결합될 수도 있으나, 특허문헌 2에서와 같이 중간 구조체를 매개로 인공 치근에 결합될 수도 있다. 즉, 인공 치근에 중간 구조체를 결합하고, 상기 중간 구조체에, 예를 들면, 결합 부재를 이용하여 지대주를 결합하는 것이다. 이때, 인공 치근에는 상부로부터 하방향으로 길게 장공이 형성될 수 있고, 이 장공의 내부에 중간 구조체가 삽입되어 결합될 수 있다. 또한, 상기 결합 부재로는 스크류가 사용될 수 있고, 스크류는 지대주의 중심부 위치를 관통하여 중간 구조체에 나사 결합될 수 있다.

시술시간이 짧아지면 그 정도에 따라 환자가 느끼는 두려움이 줄어들 수 있고, 시술 동안 발생할 수 있는 각종 감염의 문제와 시술 부작용을 줄일 수 있으며, 치조골의 재생과 안정화에 도움이 된다. 또한, 동시에 인공 치근과 치조골 사이의 접촉 면적을 크게 하여 시술시간 단축의 이점과 동시에 양측 간에 충분한 결합력을 확보할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 그러나, 종래의 임플란트에서는 치조골과 인공치근 사이의 결합력을 증가시키기 위해 상기 인공치근에 형성된 나사산의 피치를 감소시키는 경우가 일반적이며, 이 경우, 상기 나사산의 길이가 증가함에 따라 임플란트 유닛의 장착 시간이 장기간 소요되어, 시술시간의 감축과 임플란트 결합력의 확보라는 두 이점이 동시에 충족되기 어려운 문제점이 있다

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 인공 치근을 치조골에 임플란트하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있으면서도 치조골과의 접촉면적을 크게 할 수 있어 시술 후 치조골과의 결합력이 증대될 수 있는 임플란트용 인공 치근을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 치조골에 결합되는 임플란트용 인공 치근에 있어서, 외주면에 상기 치조골에 나사 결합하기 위한 복수 줄의 나사산이 나란한 나선 경로를 따라서 형성되어 있는 임플란트용 인공 치근이 제공될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 임플란트용 인공 치근은, 외주 측면에 상기 치조골에 나사 결합하기 위한 서로 독립된 복수 줄의 나사산들이 나선 경로를 따라 형성될 수 있다. 상기 복수 줄의 나사산들 중 적어도 한 줄의 나사산이 다른 줄의 나사산과 다른 형상을 가질 수 있다.

상기 복수 줄의 나사산들 중 적어도 한 줄의 나사산이 다른 줄의 나사산과 다른 나사산 각도를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 복수 줄의 나사산들 중 적어도 한 줄의 나사산은 소정 위치에 불연속부를 가질 수 있다. 상기 불연속부는 소정 위치마다 절단된 홈 형상을 포함할 수 있다. 상기 불연속부는 각 줄의 나사산을 따라 일정 간격으로 배치될 수 있다.

상기 불연속부는 소정 위치마다 적어도 일부의 나사산 부분을 제외한 나머지 부분이 제거되어 상기 적어도 일부의 나사산 부분이 상기 복수 줄의 나사산 사이의 골보다 돌출된 구조를 가질 수도 있다. 상기 각 줄의 나사산에서 상기 불연속부를 사이에 두고 배치되는 각 나사산 부위의 측단면은 인공 치근의 축 중심을 지나는 축선에 수직인 선을 기준으로 정해진 경사각만큼 기울어진 경사면을 가질 수도 있다.

상기 나사산 부위의 상기 측단면의 상기 경사각은 각 줄의 나사산마다 상이하거나, 각 나사산 부위별로 상이하거나, 같은 줄의 나사산에서 정해진 구간 내 나사산 부위들이 같은 측단면 경사각을 가지면서 상기 구간마다 나사산 부위의 측단면 경사각이 상이할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 치조골에 나사 결합하기 위한 나사산이 소정 위치에서 부분적으로 제거된 형상의 불연속부를 갖는 임플란트용 인공 치근을 제공한다. 일 실시예에서, 상기 치조골에 결합되는 임플란트용 인공 치근은, 외주면에 상기 치조골에 나사 결합하기 위한 나사산이 형성되고, 상기 나사산은 정해진 위치마다 절단된 절단 구조를 가질 수도 있다. 상기 절단 구조는 상기 나사산을 따라 일정 간격으로 배치될 수 있다.

상기 절단 구조는 나사산 사이의 골 깊이까지 나사산 부분이 완전히 제거되어 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 절단 구조는 상기 절단 구조의 내측 바닥 부분이 상기 나사산 사이의 골보다 돌출된 구조를 가질 수도 있다.

상기 절단 부위를 사이에 두고 배치되는 각 나사산 부위의 측단면은 인공 치근의 축 중심을 지나는 축선에 수직인 선을 기준으로 소정 경사각만큼 기울어질 수 있다. 상기 절단 부위를 사이에 두고 배치되는 각 나사산 부위의 측단면의 상기 경사각은 각 나사산 부위별로 상이하거나, 나사산에서 정해진 구간 내 나사산 부위들이 같은 측단면 경사각을 가지면서 상기 구간마다 나사산 부위의 측단면 경사각이 상이할 수 있다. 상기 나사산은 나선 경로를 따라 형성된 서로 독립된 복수 줄의 나사산들을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 임플란트용 인공 치근에 의하면, 복수 줄의 나사산을 가지므로 치조골에 나사 결합되는 인공 치근의 1 회전 시 축 방향 이동거리인 리드가 증대될 수 있고, 따라서 치조골에 인공 치근을 식립하는데 걸리는 시간을 크게 단축할 수 있다.

또한, 본 발명의 임플란트용 인공 치근에 의하면, 시술시간이 짧아지므로 환자가 느끼는 두려움을 줄일 수 있고, 시술 시 발생할 수 있는 각종 오염 문제와 시술 부작용을 줄일 수 있으며, 치조골의 재생과 안정화에 도움이 된다.

또한, 복수 줄의 나사산을 형성하여 시술시간을 단축함과 동시에 나사산과 치조골 사이의 접촉면적을 크게 할 수 있으므로 시술 후 치조골과 인공 치근 사이의 결합력 및 체결력이 증대될 수 있다.

또한, 본 발명의 인공 치근에서는 나사산에 정해진 간격으로 끊김 부위가 형성되므로 끊김 부위 내측 공간으로 치조골이 자라게 되어 나사산과 치조골 사이의 접촉면적이 극대화될 수 있고, 결국 나사산과 치조골 사이의 결합력 및 체결력이 크게 증대될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인공 치근을 도시한 평면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인공 치근을 도시한 저면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인공 치근을 도시한 측면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 인공 치근의 일부만을 도시한 것으로, 나사산 각도에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인공 치근에서 나사산 부위와 끊김 부위의 다양한 형태를 예시하는 도면들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형 내지 개량될 수 있고, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 발명의 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것일 수 있고, 도면에서 동일 부호는 동일한 요소를 지시한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되는 것이며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층 및/또는 부분을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층 및/또는 부분은 이들 용어에 한정되어서는 아니 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 및/또는 부분을 다른 부재, 부품, 영역, 층 및/또는 부분과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭하는 것일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 치근(100)의 측부에 대한 상면 사시도이며, 도 2는 인공 치근(100)의 측부에 대한 저면 사시도이다. 도 3은 인공 치근(100)의 측부에 대한 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 인공 치근(100)은 치과용 임플란트 유닛의 일 부재이며, 치조골에 직접 식립되어 치아의 뿌리 및 기둥 역할을 하게 된다. 인공 치근(100)은 치조골에 나사 방식으로 결합되어 고정되고, 이를 위해 인공 치근(100)의 외주면에 치조골과의 나사 결합을 위한 나사산(thread)(111, 112, 113)이 형성된다.

인공 치근(100)을 치조골 내에 식립하기 위해 나사산(thread)(111, 112, 113)을 따라, 예를 들면, 시계 방향으로, 회전시킬 때, 상기 외주면의 나사산(111, 112, 113)은 나사 결합되는 동안 인공 치근(100)이 치조골 내의 정해진 위치 및/또는 깊이에 도달할 때까지 인공 치근(100)의 축 방향 진행을 유도하게 된다. 나사 결합되는 인공 치근(100)이 치조골 내에서 회전될 때, 상기 외주면의 나사산(111, 112, 113)에 의해 상기 치조골에는 나선의 골이 형성되고, 인공 치근이 식립되고 난 뒤 외주면의 나사산 표면과 상기 치조골 내의 상기 나선의 골을 포함하는 내측면이 서로 유합되면서 인공 치근(100)의 고정이 이루어진다.

인공 치근(100)은 치조골과의 나사 결합을 위한 나사산에 관한 구성 및 형상에 주된 특징을 가지며, 이러한 나사산의 특징을 제외하고는, 인공 치근의 형상이나 구조, 소재, 및 구성에 있어서는 공지 기술의 적용이 가능하다. 또한, 인공 치근의 형상이나 구조에 있어서 본 발명이 도시된 실시예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 인공 치근(100)의 상부에 지대주가 직접 결합되거나 안착될 수 있는 적합한 구조를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 지대주와의 결합을 위한 구조는, 트렌치 또는 안착부의 지대주 결합을 위한 구조가 형성될 수 있고, 지대주와 인공 치근 사이에 중간 구조체가 삽입되어 지대주를 결합할 수 있도록 상기 중간 구조체가 삽입될 수 있는 소정 깊이의 장공(101)이 형성될 수도 있다. 다른 실시예에서, 상기 지대주와 인공 치근(100)은 일체로 형성될 수도 있다.

일 실시예에 따른 인공 치근(100)은 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 하프늄(Hf), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr) 및 백금(Pt) 중 어느 하나 또는 이를 포함하는 합금 또는 화합물을 포함할 수 있다. 인공 치근을 형성하는 상기 금속 재료들은 예시적인 것으로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 금속 재료들 외에도 부식이 없고 적합한 강도와 생체 적합성을 갖는 다른 금속이나 금속이 아닌 세라믹 인공뼈 재료 또는 이들의 복합 재료가 인공 치근에 적용될 수 있다.

인공 치근(100)은 표면상에 치조골과의 반응성을 촉진하여 결합력이 향상될 수 있도록 생체 활성이 우수한 수산화아파타이트[Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂, HA]와 같은 인산칼슘계 세라믹 코팅층을 포함할 수도 있다. 다른 실시예에서, 인공 치근 상에 TiO₂, Ta₂O₅, Nb₂O₅, ZrO₂, SiO₂, RuO₂, MoO₂, MoO₃, VO, VO₂, V₂O₃, V₂O₅, CrO₂ 또는 CrO₃와 같은 금속 세라믹이 코팅될 수도 있다. 이들 재료들은 예시적이며, 당업자라면 코팅 재료로서 골 유착을 촉진할 수 있는 임의의 재료가 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

실시예에 따른 인공 치근(100)은 치조골과의 나사 결합을 위하여 측부 외주면에 각각 나선의 경로를 따라 형성되는 복수 줄의 나사산(111, 112, 113)을 가진다. 일 실시예에서, 각 줄의 나사산(111, 112, 113)은 개개의 정해진 나선 경로를 따라서 연장되도록 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 복수 줄의 나사산들(111, 112, 113)이 소정 간격을 일정하게 유지하도록 서로 나란히 정렬된 나선 경로를 따라서 형성된다.

예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 치근이 나사산의 줄 수가 n 개이면, 즉 n 줄의 나사산들을 갖는다면, 상기 인공 치근은 n 줄 나사와 같은 형태를 가질 수 있다. 도 1 및 2와 함께 도 3을 참조하면, 인공 치근(100)은 외주면에 나란한 나선 경로를 따라서 3 줄의 나사산들(111, 112, 113)이 형성된 실시예로서, 이러한 인공 치근은 세 줄 나사와 같은 형태를 가지는 것이라 할 수 있다.

도 1 내지 도 3에서는 3 줄의 나사산이 형성된 인공 치근(100)을 예시하였으나, 이러한 나사산의 줄 수는 예시적일 뿐, 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 인공 치근(100)이 갖는 나사산의 줄 수(n)가 3개로 한정되는 것은 아니며, 2 개나 4 개, 5 개 또는 그 이상의 나사산을 가질 수 있다.

도 1을 참조하면, 각 줄의 나사산(111, 112, 113)을 '1번 나사산', '2번 나사산', '3번 나사산'으로 지시하고 있으며, 각 줄의 나사산(111, 112, 113)이 따르고 있는 나선 경로는 구분을 위해 점선의 화살표로 선 굵기를 달리하여 지시하고 있다. 각 줄의 나사산(111, 112, 113)은 서로 교차하지 않는 서로 독립적이면서 분리된 나사산이다.

일 실시예에서, 나사 결합 시 치조골을 손상시키지 않도록 각 줄의 나사산(111, 112, 113)은 해당 나사산 줄에서의 산과 산 사이의 거리, 즉 각 줄의 나사산에서 이전 턴(turn)의 산과 그 다음 턴의 산 사이의 거리에 있어서 모두 일정한 거리를 갖도록 형성된다. 또한, 인공 치근(100)의 외주면에 복수 줄의 나사산(111, 112, 113)이 형성된 경우, 2 개의 나사산 사이에 또 다른 하나의 나사산 또는 그 이상의 나사산이 배치되는데, 이때 복수 줄의 나사산들은 줄 사이에 정해진 간격을 나사산 전 구간에 걸쳐 일정하게 유지하도록 서로 나란한 나선 경로를 따라서 형성 또는 배치될 수 있다.

종래의 1 줄 나사에서는 인공 치근(100)의 종축 방향으로 인접하는 산과 산의 거리, 구체적으로는 나사산 첨부와 나사산 첨부 사이의 거리가 나사산 피치가 되지만, 본 발명의 일 실시예의 인공 치근(100)에서 복수 줄의 나사산이 형성된 경우 이웃한 나사산 줄 간의 간격 (P)은 나사산 피치라기 보다는 서로 별개의 나사산들의 이격 간격일 뿐, 이러한 간격 P의 3 배인 거리 L이 인공 치근(100)에 형성된 나사산의 실제 피치가 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 인공 치근(100)을 치조골에 식립할 때 치조골에서 인공 치근의 1 회전 시 축 방향 이동거리인 리드(lead)는 나사산 피치(L)에 해당한다. 외주면에 1 줄의 나사산을 가지는 종래의 인공 치근에서는 리드(L)가 나사산와 피사이의 간격 P가 동일하지만(L=P), 외주면에 n 줄의 나사산을 가지는 본 발명의 인공 치근에서는 1 회전 시 축 방향 이동거리인 리드 L가 'n×P'의 값이 된다(L = n×P).

따라서, 본 발명의 1 줄의 나사산을 가지는 종래의 인공 치근에 비해, n 줄의 나사산을 가지는 본 발명의 인공 치근에서는 1 회전 시 식립되는 깊이인 리드(L)를 독립된 나사산의 개수에 비례하여 증가시킬 수 있다. 이와 같이 인공 치근의 리드(L)가 커지면, 인공 치근을 치조골에 원하는 깊이까지 식립할 때, 인공 치근의 식립을 위한 회전 수를, 리드(L)가 작은 종래의 경우에 비해 상대적으로 감소시킴으로써, 원하는 깊이까지 빠르게 식립하는 것이 가능해진다. 본 발명의 실시예에 따르면, 시술 시간이 단축되어 시술 동안 발생할 수 있는 각종 감염 문제와 시술 부작용을 줄일 수 있으며, 그에 따라 수술 예후를 개선할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 인공 치근의 리드(L)을 증가시키면서도,나사산의 개수 사이의 간격 P를 종래를 1 줄 나사산을 갖는 인공 치근의 피치와 도일한 수준으로 유지함으로써, 인공 치근의 외주면에 형성되는 전체 나사산의 밀도를 증가된 리드(L)에 상관없이 종래 대비 그대로 유지하거나 향상시킬 수 있다.

예를 들면, n 줄의 나사산을 가지는 본 발명에 따른 인공 치근(100)에서 리드 L을 얻기 위해 독립된 나사산 사이의 간격을 P1으로 하였다면, 1 줄의 나사산을 가지는 종래의 인공 치근에서는 동일한 리드 L을 얻기 위해 나사산 피치 P2를 n 배로 크게 해야 한다(P2 = n × P1). 결국, 동일한 리드 L을 얻기 위해 1 줄의 나사산을 가지는 인공 치근의 경우, n 줄의 나사산을 가지는 인공 치근의 피치(P1)에 비해 그 피치(P2)를 n 배만큼 크게 해야 하므로, 그만큼 인공 치근의 외주면에서 나사산 전체의 밀도는 1/n로 줄어들게 된다. 이와 같이, 리드 L을 크게 하기 위하여 1 줄 나사산의 턴 수를 줄이고 피치를 크게 하여 나사산의 밀도가 작아지도록 하면, 나사산의 전체 표면과 치조골 사이의 접촉면적이 줄어들게 되어 인공 치근과 치조골 간의 결합력 및 체결력이 약해질 수 있다. 반면, 나사산의 밀도를 크게 하기 위해 나사산의 턴 수를 늘리고 피치를 작게 하면 인공 치근의 리드가 작아지면서 치조골의 정해진 깊이까지 인공 치근을 식립하는데 걸리는 시간이 증가된다. 그러나, 본 발명의 실시예에서는 나사산의 리드를 증가시켜 식립 시간을 단축하면서도 복수의 나사선에 의해 동일한 리드를 갖는 1 줄 나사산에 비해 전체 나사산의 밀도가 증가되어 인공 치근과 치조골 간의 결합력을 그대로 유지할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 인공 치근(100)에서는 복수 줄의 나사산(111, 112, 113)이 형성됨으로써, 치조골과의 접촉면적과 결합력이 증대될 수 있는 동시에, 1 회전 시 식립되는 깊이인 리드(L) 또한 크게 할 수 있어서 시술시간의 단축이 가능해진다. 또한, 본 발명에 따른 인공 치근(100)은 복수 줄의 나사산을 가지므로, 종래의 인공 치근에 비해 나사산의 피치(P)를 작게 하여 나사산 전체 밀도를 크게 하고, 이때 나사산의 리드(L) 또한 종래의 인공 치근에 비해 크게 할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 인공 치근(100)에서는 나사산과 치조골 사이의 접촉면적 및 결합력, 그리고 인공 치근의 리드(L)를 동시에 모두 증대시킬 수도 있는 것이다.

도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 치근(100)의 측부를 도시하는 평면 사시도 및 측면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 각 나사산(111, 112, 113)은 그 단면 형상에 있어서 서로 다를 수 있다. 복수 줄의 나사산들 중 적어도 한 줄의 나사산이 단면 형상에 있어서 나머지 줄의 나사산들과 상이한 형상을 가질 수 있다. 도 5는, 이웃한 두 경사면(flank of thread)이 형성하는 나사산 각도(angle of thread, α1, α2, α3)가 나사산의 전 구간에 걸쳐 일정한 형상을 갖되, 복수 줄의 나사산들(111, 112, 113)이 각각 다른 줄의 나사산과 상이한 나사산 각도(α1, α2, α3)를 갖는 것을 예시한다. 다른 실시예에서, 복수 줄의 나사산들(111, 112, 113) 중 적어도 어느 하나의 나사산이 다른 단면 형상, 예를 들어 서로 다른 나사산 각도를 가질 수도 있다.

일 실시예에서, 3 줄의 나사산(111, 112, 113)을 가지는 인공 치근(100)에서 각 나사산 줄의 나사산 각도 중 적어도 하나 이상 또는 모두가 다를 수 있다(α1≠α2≠α3). 3 줄의 나사산(111, 112, 113) 중 하나의 나사산 각도(α2)가 다른 하나의 나사산 각도(α1)에 비해 크고, 다른 하나의 나사산 각도(α3)에 비해서는 작을 수 있다(α1<α2<α3).

다른 실시예에서, 인공 치근(100)의 나사산은 불연속부를 가질 수 있다. 상기 불연속부는 나사산의 일부가 소정 위치에서 절단된 구조를 가질 수 있다. 그러나, 이는 예시적일 뿐 나사산의 일부에 홈 또는 요철이 형성된 구조에 의해 상기 불연속부가 제공될 수도 있다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 복수 줄의 나사산(111, 112, 113) 중 적어도 한 줄의 나사산이 소정 위치에서 절단된 구조에 의해 상기 불연속부가 제공된 것이 예시된다. 바람직하게는 각 줄의 나사산(111, 112, 113) 모두가 절단된 구조를 가질 수 있다.

일 실시예에서, 나사산의 상기 불연속부는 도 1 내지 도 5에 도시된 것과 같이 각 줄의 나사산(111, 112, 113)의 전 구간에서 소정의 간격으로, 균일하게 패치되어 하나의 라인 패턴을 형성할 수도 있다. 상기 불연속부는 각 나사산(111, 112, 113)을 따라 복수회 형성되어, 마치 파인애플의 겉 표면과 같이 분할된 구조의 나사산(111, 112, 113)을 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 불연속부(115)는 인공 치근(100)의 외주면에 복수 줄의 나사산(111, 112, 113)을 먼저 가공한 뒤 각 줄의 나사산에서 정해진 간격의 각 위치마다 나사산을 절삭 가공하여 형성할 수 있다. 전조 공정에서 나사산 형성 다이를 이용하여 인공 치근의 외주면을 가압하는 방식으로 복수 줄의 나사산을 형성한 후, 나사산 표면 연삭 등의 표면 처리를 실시하고, 이후 특정 부분을 제거하기 위한 절삭이나 연삭, 연마 등의 제거 가공을 실시하여 불연속부(115)마다 나사산 부분을 제거하면, 상기와 같은 절단된 구조의 불연속부(115)를 형성할 수 있다.

이후, 불연속부(115)를 형성하고, 추가적인 표면 연삭 또는 절삭 과정을 실시할 수 있고, 이에 더하여 나사산 표면을 포함하여 인공 치근(100)의 표면 전체를 코팅 처리하여 코팅층을 형성할 수도 있다. 상기한 나사산 및 불연속부의 형성 방법은 예시적이며, 다양한 가공 방법이 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 나사산(111, 112, 113)의 불연속부(115)는 인공 치근(100)의 측면에서 관찰시 상하방향의 수직선을 따르도록 배열될 수도 있다. 바람직하게는, 나사산(111, 112, 113)의 불연속부(115)는 도 5에 나타낸 바와 같이 상하 방향의 수직선과 소정 각도를 이루는 사선을 따르는 패턴을 가질 수도 있다.

상기와 같이 복수의 나사산들(111, 112, 113)이 형성된 인공 치근(100)에서, 각 줄의 나사산(111, 112, 113)이 중간 중간마다 끊겨 있는 구조로 형성되더라도, 불연속부(115)를 사이에 두고 있는 나사산 부위(114)들은 하나의 나선 경로를 따라 배열되고, 이렇게 하나의 나선 경로를 따라 배열된 나사산 부위들(114)이 하나의 나사산 줄을 구성하게 된다. 따라서, 치조골에 식립하기 위해 인공 치근(100)을 회전시키는 동안, 각 줄의 나사산(111, 112, 113)을 이루고 있는 나사산 부위들(114)은 치조골에서 나선 모양을 따라 진행하고, 치조골에서 앞의 나사산 부위가 지나간 자리를 뒤의 나사산 부위가 그대로 지나가게 되므로 치조골의 손상 위험은 없다.

불연속부(115)는 치조골에 인공 치근(100)이 식립되고 난 뒤 혈액이나 영양 성분이 나사산을 통과하여 흐를 수 있는 유동 공간을 제공한다. 불연속부(115)를 통해 혈액과 영양 성분이 통과하여 흐를 수 있게 되므로, 수술 후 치조골이 빠르게 재생되고 인공 치근(100)이 더 빠르게 자리를 잡을 수 있게 된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 인공 치근(100)의 식립 후 치조골과 같은 조직이 나사산(111, 112, 113)의 불연속부(115)의 내측 공간으로 자라날 수 있게 되며, 나사산의 불연속부(115)의 내측 공간으로 치조골과 인공 치근 사이의 접촉 면적이 크게 증대될 수도 있다.

상기와 같이 인공 치근과 치조골 사이의 접촉 면적이 증대되면 양측 간의 결합력과 체결력이 증대될 수 있다. 치조골과 같은 인접 생체 조직이 생장하여 나사산(111, 112, 113)의 불연속부(115)의 내측 공간에 채워지고 나면, 각 나사산 부위(114)의 측단면을 포함하여 불연속부(115)의 내측면이 추가로 치조골과 접촉되므로 치조골과 접촉되는 나사산의 표면적이 증대될 수 있으며, 결국 인공 치근과 치조골 사이의 전체적인 접촉면적이 크게 증대될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 각 나사산 부위(114)의 측단면은 도 6 및 7에 나타낸 바와 같이 사면 처리되어, 경사면 형상을 가질 수 있다. 이를 위해 각 줄의 나사산(111, 112, 113)을 형성한 후 끊김 부위(115)를 가공할 때 각 나사산 부위(114)의 측단면을 경사면으로 가공하거나, 불연속부(115)를 먼저 형성한 뒤 각 나사산 부위(114)의 측단면을 추가적으로 절삭하거나 연삭, 연마하여 경사면으로 가공할 수 있다. 이때, 각 나사산 부위(114)의 한쪽 측단면을 경사면으로 가공하거나 양 측단면 모두를 경사면으로 가공할 수 있다. 일 실시예에서, 각 나사산 부위(114)의 측단면이 형성하는 경사각은 특정 각도에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 치조골에 인공 치근(100)의 결합시 나사산의 절삭능을 고려하여 결정될 수 있을 것이다.

상기와 같이 각 나사산 부위(114)의 측단면이 경사면일 경우에는 불연속부(115) 내측 공간으로 자라난 치조골과 나사산 표면 사이의 접촉면적이 극대화될 수 있다. 즉, 각 나사산 부위(114)의 측단면이 경사면일 경우 경사면이 아닌 경우에 비해 나사산과 치조골 사이의 접촉면적이 더욱 커질 수 있는 것이다.

일 실시예에서, 나사산 부위(114)의 측단면이 경사면인 것은, 인공 치근(100)의 축 중심을 지나는 축선에 수직인 선(도 6에서 선 'A'임)을 기준으로 나사산 부위의 측단면이 어느 한쪽으로 기울어진 면으로 되어 있음을 의미한다. 또한, 나사산 부위(114)의 측단면이 형성하는 경사각(이하 '측단면 경사각'이라 칭함)은 상기 축선에 수직인 선(선 'A')을 기준으로 나사산 부위의 측단면이 기울어진 각도(B1~B4)를 지칭한다.

이와 같이 인공 치근(100)의 나사산이 소정 간격의 예를 들면 절단된 형상의 불연속부(115)를 갖도록 가공하면 나사산 부위(114)를 형성하는 동시에 나사산 부위(114)의 측단면을 경사면으로 형성할 경우, 추가적으로 인공 치근의 나사산과 치조골 사이의 접촉 면적이 증대될 수 있으므로 인공 치근과 치조골 사이의 결합력 및 체결력이 증대될 수 있고, 이는 임플란트와 치조골을 견고하게 일체화시키는데 기여하게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 작은 사이즈의 인공 치근으로 큰 직경의 효과를 낼 수 있다. 또한, 시술 시 초기 고정 과정에서 식립되는 인공 치근으로 인해 치조골에 압박이 가해지는데, 과도하게 압박을 받는 부위에서 치조골의 흡수가 일어날 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 치근(100)의 경우 시술 시 치조골 내에서 각 나사산의 불연속부(115)가 빈 공간을 제공하므로 각 나사산(111, 112, 113)이 치조골에 가하는 압박이 줄어들 수 있다. 이에 더하여, 종래에 비해 작은 사이즈의 인공 치근을 사용하는 것이 가능하기 때문에, 이를 통해서도 치조골에 가해지는 압박이 줄어들 수 있다. 또한, 각 나사산(111, 112, 113)의 불연속부(115) 내측으로 치조골이 자라 들어가 빠른 치유가 가능해지며, 나사산의 불연속부(115)가 나사산의 골과 골 사이를 연결시키므로 치조골 간에 혈액 및 영양을 주고 받게 되면서 치조골을 더욱 강하게 만들 수 있다.

일 실시예에서, 도 6 및 도 7에 예시한 바와 같이, 나사산 부위의 측단면 경사각은 다양한 각도(B1~B4)를 가질 수 있다. 예를 들면, 복수 줄의 나사산 중에 나사산 줄 별로 나사산 부위의 측단면 경사각을 서로 다르게 할 수 있다. 즉, 각 줄의 나사산(111, 112, 113)마다 도 6 및 7에 예시한 TYPE 1 ~ 4 중 하나가 선택될 수 있는 것이다.

실시예에서, 같은 한 줄의 나사산에서도 나사산 부위(114)에 따라 측단면 경사각을 서로 다르게 할 수도 있다. 예를 들면, 불연속부(115)를 사이에 두고 있는 이웃한 두 나사산 부위(114)가 서로 다른 측단면 경사각을 가지거나, 같은 줄의 나사산에서 길이방향의 정해진 구간 내 나사산 부위들(114)이 같은 측단면 경사각을 가지면서 구간별로 나사산 부위의 측단면 경사각을 다르게 할 수 있다.

일 실시예에서, 인공 치근(100)별로 나사산 부위(114)의 측단면 경사각을 다르게 할 수 있다. 즉, 나사산 부위(114)의 측단면 경사각이 상이한 여러 타입(TYPE 1 ~ 4)의 인공 치근을 제공하고, 시술자가 환자의 치조골 상태와 같은 시술 조건에 따라서 여러 타입의 인공 치근 중 하나를 선택하여 사용할 수도 있다.

전술한 바와 같이, 외주면에 복수 줄의 나사산(111, 112, 113)이 형성된 실시예의 인공 치근(100)에서 각 나사산 줄마다 나사산 각도(α1~α3)를 다르게 할 수 있고, 이와 함께 나사산 부위(114)의 측단면 경사각(B1~B4)을 나사산 줄마다, 또는 나사산 부위별로, 또는 나사산 구간별로, 또는 인공 치근별로 서로 다르게 할 수 있으므로, 나사산 형상에 있어서, 나사산 각도와 나사산 부위의 측단면 경사각에 있어서 다양한 조합이 가능하며, 다양한 조합 중 인공 치근의 초기 고정 및 인공 치근과 치조골 사이의 유합에 보다 유리한 최적의 조합이 선택될 수 있다.

치조골의 강도는 사람마다 다양하고, 치조골의 부위에 따라서도 전혀 다른 강도 양상을 나타낼 수 있다. 또한, 같은 부위에서도 깊이에 따라 치조골의 강도가 다를 수 있다. 이와 관련하여 본 발명에 따른 인공 치근은 나사산의 형상에 있어서 상기와 같이 다양한 조합이 가능하므로 시술 조건에 따라 보다 유리한 조합의 선택이 가능한 이점을 가진다. 일정한 나사산 각도를 가지는 1 줄의 나사산을 갖는 종래의 인공 치근과 달리, 본 발명의 실시예에 따른 복수 줄의 나사산들을 갖는 인공 치근은, 나사산 줄마다 나사산 각도를 다르게 할 수 있고, 나사산 부위의 측단면 경사각에 있어서도 나사산 줄마다, 나사산 부위별로, 나사산 구간별로 다양하게 선택 적용이 가능하므로, 조건에 따른 최적의 임플란트 시술이 가능해진다.

본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트용 인공 치근에 의하면, 복수 줄의 나사산을 가지므로 치조골에 나사 결합되는 인공 치근의 1 회전 시 축 방향 이동거리인 리드가 증대될 수 있어 치조골에 인공 치근을 식립하는데 걸리는 시간이 크게 단축될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시술 시간이 단축되므로 환자가 느끼는 고통이 최소화되고 시술 시 발생할 수 있는 각종 오염 및 감염 문제와 그에 따른 시술 부작용을 줄일 수 있으며, 치조골의 재생과 안정화를 촉진시킬 수 있다.

또한, 복수 줄의 나사산을 형성하여 시술시간을 단축함과 동시에 나사산과 치조골 사이의 접촉면적을 크게 할 수 있으므로 시술 후 치조골과 인공 치근 사이의 결합력 및 체결력이 증대될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 나사산에 정해진 간격으로 불연속부가 형성되고 상기 불연속부의 내측 공간으로 치조골과 같은 인접 생체 조직이 성장하게 되어 나사산과 치조골 사이의 접촉 면적이 극대화될 수 있어 나사산과 치조골 사이의 결합력 및 체결력이 크게 증대되고 수술 예후가 효과적으로 개선될 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시예에 따른 임플란트용 인긍 치근에 대해 상세히 설명하였으며, 전술한 실시예들에 관한 사항은 모순되지 않는 한 상호 호환되어 사용되거나 조합되어 실시될 수 있다.

또한, 이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 임플란트용 인공 치근을 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명이 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

100 : 인공 치근
101 : 장공
111, 112, 113 : 나사산
114 : 나사산 부위
115 : 끊김 부위
α1, α2, α3 : 나사산 각도
B1, B2, B3, B4 : 나사산 부위의 측단면 경사각

Claims

치조골에 결합되는 임플란트용 인공 치근으로서,
외주 측면에 상기 치조골에 나사 결합하기 위한 서로 독립된 복수 줄의 나사산들이 나선 경로를 따라 형성된 임플란트용 인공 치근.
제 1 항에 있어서,
상기 복수 줄의 나사산들 중 적어도 한 줄의 나사산이 다른 줄의 나사산과 다른 형상을 갖는 임플란트용 인공 치근.
제 1 항에 있어서,
상기 복수 줄의 나사산들 중 적어도 한 줄의 나사산이 다른 줄의 나사산과 다른 나사산 각도를 갖는 임플란트용 인공 치근.
제 1 항에 있어서,
상기 복수 줄의 나사산들 중 적어도 한 줄의 나사산은 소정 위치에 불연속부를 갖는 임플란트용 인공 치근.
제 4 항에 있어서,
상기 불연속부는 소정 위치마다 절단된 홈 형상을 포함하는 임플란트용 인공 치근.
제 4 항에 있어서,
상기 불연속부는 각 줄의 나사산을 따라 일정 간격으로 배치되는 임플란트용 인공 치근.
제 4 항에 있어서,
상기 불연속부는 소정 위치마다 적어도 일부의 나사산 부분을 제외한 나머지 부분이 제거되어 상기 적어도 일부의 나사산 부분이 상기 복수 줄의 나사산 사이의 골보다 돌출된 구조를 갖는 임플란트용 인공 치근.
제 4 항에 있어서,
상기 각 줄의 나사산에서 상기 불연속부를 사이에 두고 배치되는 각 나사산 부위의 측단면은 인공 치근의 축 중심을 지나는 축선에 수직인 선을 기준으로 정해진 경사각만큼 기울어진 경사면을 갖는 임플란트용 인공 치근.
제 8 항에 있어서,
상기 나사산 부위의 상기 측단면의 상기 경사각은 각 줄의 나사산마다 상이하거나, 각 나사산 부위별로 상이하거나, 같은 줄의 나사산에서 정해진 구간 내 나사산 부위들이 같은 측단면 경사각을 가지면서 상기 구간마다 나사산 부위의 측단면 경사각이 상이한 임플란트용 인공 치근.
치조골에 결합되는 임플란트용 인공 치근으로서,
외주면에 상기 치조골에 나사 결합하기 위한 나사산이 형성되고, 상기 나사산은 정해진 위치마다 절단된 절단 구조를 갖는 임플란트용 인공 치근.
제 10 항에 있어서,
상기 절단 구조는 상기 나사산을 따라 일정 간격으로 배치되는 임플란트용 인공 치근.
제 10 항에 있어서,
상기 절단 구조는 나사산 사이의 골 깊이까지 나사산 부분이 완전히 제거되어 형성된 임플란트용 인공 치근.
제 10 항에 있어서,
상기 절단 구조는 상기 절단 구조의 내측 바닥 부분이 상기 나사산 사이의 골보다 돌출된 구조를 갖는 임플란트용 인공 치근.
제 10 항에 있어서,
상기 절단 부위를 사이에 두고 배치되는 각 나사산 부위의 측단면은 인공 치근의 축 중심을 지나는 축선에 수직인 선을 기준으로 소정 경사각만큼 기울어진 임플란트용 인공 치근.
제 14 항에 있어서,
상기 절단 부위를 사이에 두고 배치되는 각 나사산 부위의 측단면의 상기 경사각은 각 나사산 부위별로 상이하거나, 나사산에서 정해진 구간 내 나사산 부위들이 같은 측단면 경사각을 가지면서 상기 구간마다 나사산 부위의 측단면 경사각이 상이한 임플란트용 인공 치근.
제 10 항에 있어서,
상기 나사산은 나선 경로를 따라 형성된 서로 독립된 복수 줄의 나사산들을 포함하는 임플란트용 인공 치근.