KR20190123096A - 치과 임플란트용 드릴 - Google Patents

Abstract

치과 임플란트용 드릴이 제공된다.
상기 치과 임플란트용 드릴은 회전력을 제공하는 핸드피스와 연결되는 결합부와, 상기 결합부의 하부에 배치되며 상기 회전력을 하방으로 전달하는 바디부와, 치조골을 절삭하여 홀을 형성하도록 상기 바디부의 하부에 배치됨과 아울러서 회전 방향을 따라 일정 각도로 이격되는 복수의 커팅날들을 구비하고, 상기 커팅날들 내측 둘레의 적어도 일부를 따라 둘러싸이는 보이드부(void section)를 갖는 절삭부를 포함하고, 상기 결합부와 상기 바디부를 관통하여 상기 보이드부와 연결되며, 상기 치조골의 절삭시, 상기 커팅날들에 상기 냉각수를 유입하도록 상기 보이드부로 냉각수를 공급하는 통로를 구비한다.

Description

치과 임플란트용 드릴{A drill for dental implant}

본 발명은 치과 임플란트용 드릴에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 치조골 절삭에 따른 홀을 형성하는 드릴링 과정에서 유발되는 마찰열을 최소함과 아울러서, 이를 위한 냉각수가 낮은 압력으로 원활하게 드릴과 치조골 사이에 유입시킬 수 있는 치과 임플란트용 드릴에 관한 것이다.

일반적으로, 임플란트는 본래의 인체조직이 상실되었을 때, 인체조직을 대신할 수 있는 대치물을 의미하지만, 치과에서는 인공으로 만든 치아를 이식하는 것을 말한다. 상실된 치근을 대신할 수 있도록 인체에 거부반응이 없는 티타늄 등으로 만든 픽스츄어를 치아가 빠져나간 치조골에 심은 뒤, 인공치아를 고정시켜 치아의 기능을 회복하도록 하는 시술이다.

일반 보철물이나 틀니의 경우 시간이 지나면 주위 치아와 뼈가 상하지만, 임플란트는 주변 치아조직의 손상을 방지할 수 있으며 이차적인 충치 발생요인이 없기 때문에 안정적으로 사용할 수 있다. 또한, 임플란트는 자연 치아와 동일한 구조를 가지므로 잇몸의 통증 및 이물감이 전혀 없으며, 관리만 잘하면 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

골융합을 전제로 하는 치과 임플란트 치료의 경우, 치과 임플란트용 드릴을 이용하여 인공치근인 픽스쳐(fixture)를 매립하는 홀을 치조골에 드릴링할 때, 홀 주위의 절삭 중인 치조골과 드릴 사이에 과도한 마찰열이 유발된다. 이러한 마찰열은 세균 감염, 과대한 부하 하중과 함께, 골융합 상실을 초래하여 치과 임플란트 치료가 안정적으로 시술될 수 없다.

마찰열의 저감을 위해, 종래 기술은 드릴링 과정에서 냉각수를 드릴 내부를 경유하여 드릴의 선단에 위치된 절삭날 근방에 제공되는 작은 구멍을 통해 공급하였다. 냉각수는 마찰열이 집중되는 절삭날과 치조골 사이의 공간에 공급되는 것이 예정되나, 실제 드릴링 과정에서 절삭된 뼈조각 등이 비산되면서 냉각수용 구멍을 막아 버린다. 이에 따라, 냉각수가 원활하게 공급되지 않으며, 이를 해결하기 위해 냉각수의 공급 압력을 상승시키면, 드릴링 과정에서 냉각수가 구강 내에서 과도하게 비산된다. 이로 인하여, 드릴링 과정이 시각적으로 확인되는데 곤란하게 되어. 정확한 천공 깊이를 요구하는 드릴링에서 예기치 않은 시술 실패가 유발된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 치조골 절삭에 따른 홀을 형성하는 드릴링 과정에서 유발되는 마찰열을 최소함과 아울러서, 이를 위한 냉각수가 낮은 압력으로 원활하게 드릴과 치조골 사이에 유입시킬 수 있는 치과 임플란트용 드릴을 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 양태에 따르면, 치과 임플란트용 드릴은 회전력을 제공하는 핸드피스와 연결되는 결합부와, 상기 결합부의 하부에 배치되며 상기 회전력을 하방으로 전달하는 바디부와, 치조골을 절삭하여 홀을 형성하도록 상기 바디부의 하부에 배치됨과 아울러서 회전 방향을 따라 일정 각도로 이격되는 복수의 커팅날들을 구비하고, 상기 커팅날들 내측 둘레의 적어도 일부를 따라 둘러싸이는 보이드부(void section)를 갖는 절삭부를 포함하고, 상기 결합부와 상기 바디부를 관통하여 상기 보이드부와 연통되며, 상기 치조골의 절삭시, 상기 커팅날들에 상기 냉각수를 유입하도록 상기 보이드부로 냉각수를 공급하는 통로를 구비한다.

다른 실시예에서, 상기 보이드부는 상기 통로보다 확장된 단면적을 가짐과 아울러서, 상기 바디부에 인접한 상기 커팅날들의 상측으로부터 상기 커팅날들의 소정 위치까지 둘러싸이도록 위치되며, 상기 보이드부 하부에 배치된 상기 커팅날들의 내측은 상기 커팅날들과 보이드없이 일체로 형성될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 절삭부는 상기 커팅날들의 상부에 배치됨과 아울러서 상기 바디부에 인접하게 배치되고, 상기 바디부를 향하여 오목한 형태를 갖는 오목부를 더 포함하고, 상기 통로는 상기 오목부의 최정점(apex)으로 관통될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 절삭부는 상기 회전 방향에서 볼때 서로 인접한 선행 커팅날의 상부와 후행 커팅날의 상부를 연결하는 곡면부를 더 포함하고, 상기 선행 커팅날의 상부에 배치된 곡면부의 곡면이 상기 후행 커팅날의 상부에 배치된 면보다 완만한 경사를 갖도록, 상기 곡면부가 상기 선행 커팅날과 상기 후행 커팅날에 연결될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 회전 방향에서 볼때 서로 인접한 선행 커팅날과 후행 커팅날 사이에 노출되는 보이드부는 상기 후행 커팅날 근방 보다 상기 선행 커팅날 근방에서 상기 바디부를 향하여 더 큰 면적으로 노출될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 커팅날들의 각각은 상기 바디부에 인접한 상부 커팅날 및 상기 상부 커팅날 하부에 배치된 하부 커팅날을 포함하고, 상기 보이드부는 상기 상부 커팅날들 내측 둘레의 적어도 일부를 따라 둘러싸이도록 위치되며, 상기 상부 커팅날과 상기 하부 커팅날 사이의 가이드 홈은 상기 치조골의 절삭시에 상기 냉각수를 상기 회전 방향의 반대 방향으로 유도하도록 제공될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 커팅날은 나선형(helix type)으로 형성되고, 상기 보이드부는 상기 바디부에 인접한 상기 커팅날 내측 둘레의 일부를 따라 둘러싸이도록 위치되며, 상기 보이드부 하부의 상기 커팅날들 사이에 단차없는 면으로 형성되는 측면부를 더 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명에 따르면, 치조골 절삭에 따른 홀을 형성하는 드릴링 과정에서 유발되는 마찰열을 최소함과 아울러서, 이를 위한 냉각수가 낮은 압력으로 원활하게 드릴과 치조골 사이에 유입시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴의 상부 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴의 상부 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-B 선을 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴의 상부 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴의 상부 사시도이다.
도 7은 도 6의 C-D 선을 따른 단면도이다.

이하, 첨부한 도면들 및 후술되어 있는 내용을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도 1 내지 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴의 상부 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴의 상부 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-B 선을 따른 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴(100)은 결합부(110), 바디부(120), 절삭부(130), 및 결합부(110)과 바디부(120)을 관통하는 냉각수용 통로(114)를 포함한다. 상세히, 치과 임플란트용 드릴(100)은 픽스쳐의 식립을 위한 홀을 형성하는 드릴링의 과정에 사용되며, 구강 내에서 임플란트가 식립되는 위치의 치조골(143)을 제거하기 위해 사용된다. 도 1 내지 도 3에 따른 치과 임플란트용 드릴(100)은 절삭부(130)의 커팅날들(131, 133)이 나선형(helix type)으로 형성되는 것을 도시하고 있으며, 나선형 드릴은 절삭력 및 홀 형성시의 직진력이 우수하다.

본 실시예에서는 결합부(110), 바디부(120), 및 절삭부(130)이 통로(114)의 가공 작업 및 절삭부(130)가 손상되는 경우에 대비한 교체 작업등의 편의성을 위해 별도로 구비되어 결합된다. 이 경우에, 절삭부(130)는 도 3에서와 같이 바디부(120)의 내부에 용접 등에 의해 접합될 수 있다. 이와는 달리, 도 5 내지 도 7에서와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴(100)에서 결합부(110), 바디부(120), 및 절삭부(130)가 절삭 내지 방전 가공하여 일체로 형성될 수 있다.

한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 결합부(110)는 상단부에 치과용 핸드피스(미도시)에 결합되는 장착부(111)를 구비한다. 여기서, 치과용 핸드피스는 임플란트용 드릴(100)에 회전력을 제공하기 위해 사용되는 핸드 드릴 장치로, 일측에 결합부(110)과 결합되는 연결부를 갖는다.

이때, 연결부는 장착부(111)로 회전력을 전달하게 되며 장착부(111)는 D-컷 형상으로 구비되어 연결부와 일체로 회전할 수 있다. 또한, 장착부(111)의 하부측에는 걸림홈(112)이 형성되어 결합부(110)가 연결부에서 이탈되지 않고 견고하게 걸림 고정될 수 있다.

또한, 결합부(110)는 치과용 핸드피스와 바디부(120)를 연결하며, 장착부(111)에 전달된 회전력을 바디부(120)로 전달할 수 있다. 그리고, 결합부(110)는 바디부(120) 내지 절삭부(130)의 직경과 무관하게 형성될 수 있으나, 바디부(120)의 직경보다 작은 직경으로 구비되는 것이 바람직하다.

이때, 결합부(110)은 원통 형상으로 구비될 수 있다. 이로 인해, 결합부(110)는 고속회전시 바디부(120) 및 절삭부(130)를 견고하게 지지할 수 있다. 또한, 휘어짐이나 비틀림 등의 회전 손상을 방지함으로써 내구성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 회전 손상으로 인한 진동으로 드릴링의 정밀도가 감소하는 것을 방지할 수 있다.

바디부(120)는 결합부(110)의 하측에 연결되어 치과용 핸드피스의 회전력을 하방으로 전달하기 위해 일체로 회전된다. 여기서, 몸체부(122)의 상측에는 고정부(121)를 구비할 수 있으며, 고정부(121)는 바디부(120)의 직경보다 넓게 형성될 수 있다. 이때, 임플란트용 드릴(100)은 드릴링 작업을 위한 정확한 위치 및 방향이 가이드되도록 도 4에 도시된 서지컬 가이드(surgical guide; 140)에 형성된 가이드홀에 삽입되어 사용될 수 있다. 경우에 따라, 임플란트용 드릴(100)은 고정부(121)가 잇몸(144)에 지지되도록 배치될 수 있다.

절삭부(130)는 치조골(143)을 절삭하여 홀을 형성하도록 바디부(120)의 하부에 배치됨과 아울러서 드릴(100)의 회전 방향(본 도면에서는 시계방향; R)을 따라 일정 각도로 이격되는 복수의 커팅날들(131, 133)을 구비하고, 커팅날들(131, 133)내측 둘레의 적어도 일부를 따라 둘러싸이는 보이드부(void section; 132)를 갖는다. 또한, 냉각수용 통로(114)는 보이드부(132)와 연통되며, 치조골(143)의 절삭시, 커팅날들(131, 133)에 냉각수를 유입하도록 보이드부(132)로 냉각수를 공급한다. 냉각수는 식염수 등일 수 있다.

보이드부(132)는 통로(114)보다 확장된 단면적을 가짐과 아울러서, 바디부(120)에 인접한 커팅날들(131, 133)의 상측으로부터 커팅날들(131, 133)의 소정 위치까지 둘러싸이도록 위치된다. 보이드부(132)의 하부에 배치된 커팅날들(131, 133)의 내측은 커팅날들(131, 133)과 보이드없이 일체로 형성될 수 있다.

구체적으로, 커팅날들(131, 133)의 각각은 바디부(120) 하부에 인접한 상부 커팅날(131) 및 그 하부에 배치된 하부 커팅날(133)로 구성될 수 있다. 이 경우에, 보이드부(132)는 통로(114)보다 확장된 단면적으로 형성되면서, 상부 커팅날들(131)의 내측 둘레의 적어도 일부에 의해 둘러싸인다. 도 1 및 도 2에서는 보이드부(132)가 상부 커팅날들(131)의 일부에 상응하는 것을 도시하였으나, 설계 사양에 따라 상부 커팅날들(131)의 전부에 대응되도록 제작될 수 있다.

보이드부(132)는 통로(114)보다 확장된 단면적으로 형성되므로, 통로(114)로부터 유입된 냉각수가 넓은 범위로 원활하게 분사될 수 있다. 또한, 절삭되는 뼈가루가 드릴링 과정에서 보이드부(132)를 자유로이 통과하나, 드릴링의 회전 원심력에 의해 통로(114)로 이동하는 것이 원천적으로 차단된다. 따라서, 절삭 뼈가루가 통로(114)를 막지 아니하여, 냉각수가 커팅날들(131, 133)을 따라 원활하게 유입될 수 있다.

절삭 뼈가루는 절삭시 초기 접촉되는 하부 커팅날들(131) 부근에서 상부 커팅날들(131)보다 다량으로 생성되어, 뼈가루는 하부 커팅날들(133)과 이 근방의 상부 커팅날들(131)에 다량으로 축적된다. 보이드부(132)가 뼈가루가 다량 축적되는 커팅날들(131, 133)보다 상부 커팅날들(131)에 인접하여 위치되므로, 뼈가루가 보이드부(132)에 상대적으로 적은 양으로 축적되어 냉각수용 통로(114)를 막는 것을 억제할 수 있다.

또한, 절삭시 초기 접촉되는 하부 커팅날들(133)과 이 근방의 상부 커팅날들(131)의 강성을 확보하기 위해, 하부 커팅날들(131) 사이의 내측 공간과 소정 위치까지의 상부 커팅날들(131)의 내측 공간은 상응하는 하부 및 상부 커팅날들(131)까지 연장되어 보이드없이 일체로 형성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 절삭부(130)는 상부 커팅날들(131)의 상부에 배치됨과 아울러서 바디부(120)에 인접하게 배치되고, 바디부(120)를 향하여 오목한 형태를 갖는 오목부(138)를 더 포함할 수 있다. 냉각수용 통로(114)는 오목부(138)의 최정점(apex)으로 관통되어 보이드부(132)와 연통될 수 있다.

냉각수용 통로(114)가 뼈가루가 다량으로 발생 및 축적되는 커팅날들(131, 133)로부터 더 이격되도록 오목부(138)의 최정점에 위치됨으로써, 절삭된 뼈가루가 냉각수용 통로(114)를 막는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

본 실시예에 의한 통로(114)의 위치, 오목부(138) 및 보이드부(132)의 형태, 위치로 인하여, 통로(114)가 절삭 뼈가루에 의해 막히지 않으므로, 냉각수가 낮은 압력으로 원활하게 커팅날들(131, 133)과 치조골(143) 사이에 유입될 수 있다. 이로 인하여, 치조골(143)의 절삭에 따른 홀을 형성하는 드릴링 과정에서 유발되는 마찰열을 최소할 수 있다.

도 2에서와 같이, 절삭부(130)는 회전 방향(R)에서 볼 때, 서로 인접한 선행 상부 커팅날(131)의 상부와 후행 상부 커팅날(131)의 상부를 연결하는 곡면부(136)를 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 선행 상부 커팅날(131)의 상부에 배치된 곡면부(136)의 곡면이 후행 상부 커팅날(133)의 상부에 배치된 면보다 완만한 경사를 갖도록, 곡면부(136)가 선행 상부 커팅날(133)과 후행 상부 커팅날(133)에 연결될 수 있다.

상술한 경사 형태로 인해, 곡면부(136)는 회전 방향(R)을 따른 회전시에 발생되는 원심력에 의해 발생하는 냉각수의 궤적에 부합하도록 형성되므로, 냉각수용 통로(114) 및 오목부(138)를 경유한 냉각수가 도 2의 화살표로 나타난 냉각수의 흐름 경로에서와 같이, 상부 커팅날들(131)의 최상단부터 유입될 수 있다. 이에 따라, 냉각 범위가 극대화될 수 있다.

한편, 상부 커팅날들(131)은 치조골(143)과의 접촉면적이 감소되도록, 복수개로 구비됨과 아울러서, 드릴(100)의 회전 방향(R)을 따라 기설정된 각도만큼 이격될 수 있다. 상부 커팅날들(131)은 3개로 구비됨이 바람직하나, 시술 환경 및 설계 사양 등에 따라 다양한 개수로 제작될 수 있다.

복수개의 상부 커팅날들(131)은 상호 이격됨에 따라 치조골(143)과의 접촉면적이 감소되어, 드릴링에 의한 과도한 마찰열의 발생이 최소화될 수 있다.

이에 따라, 상부 커팅날들(131)은 회전 절삭시 열손상 및 과열로 인한 잇몸(144) 및 치조골(143)의 괴사가 최소화되므로 안전성이 현저히 개선될 수 있다. 더욱이, 과도한 마찰열이 최소화됨에 따라, 식염수와 같은 냉각수의 공급 압력, 양 및 공급 횟수 등이 감소되므로 시술편의성이 현저하게 개선될 수 있다.

상부 커팅날들(131)은 치조골(143)에 형성할 홀의 외주에 대응하도록 외주면이 라운드지게 형성될 수 있다. 상부 커팅날(131)의 외주면은 평면 내지 다각면으로 형성될 수도 있으나, 홀에 안정적으로 픽스쳐가 식립되도록 라운드지게 형성됨이 바람직하다.

이때, 상부 커팅날들(131)의 외측 둘레를 따른 가상 직경은 홀의 직경에 대응하여 설정될 수 있으며, 상부 커팅날들(131)은 서지컬 가이드(140) 또는 슬리브(141)의 가이드 홀의 내주를 통과하도록 가이드 홀의 내주보다 좁은 직경을 가질 수 있다.

상부 커팅날(131)은 기 설정된 길이만큼 하측으로 연장된다. 상부 커팅날(131) 및 하부 커팅날(133)의 선단 사이의 길이가 식립될 픽스쳐의 길이와 대응되도록 상부 커팅날(131)의 길이가 설정될 수 있다.

또한, 상부 커팅날(131)은 바람직하게는 하측으로 수직하게 연장될 수 있으나, 경우에 따라 하측으로 향하여 협소화되도록 반경방향 내측을 향해 연장될 수도 있다.

하부 커팅날(133)은 픽스쳐가 식립될 위치의 치조골(143)을 절삭하여 홀을 형성하도록 외측부가 상부 커팅날(131)과 연결됨이 바람직하다. 이 때, 하부 커팅날(133)은 상부 커팅날(131)의 단부로부터 일체로 연장되는 선단 절삭날을 구비할 수 있다

하부 커팅날(133)은 상부 커팅날(131)로부터 일체로 연장되므로 상호 동일한 이격폭으로 구비될 수 있다. 또한, 하부 커팅날(133)은 각 상부 커팅날(131)의 타단에 연결되므로 바람직하게는 3개로 구비될 수 있다. 치료 상황 및 설계 조건 등에 따라 하부 커팅날(131) 및 상부 커팅날(131)은 2개 이상의 복수개로 구비되어 상호간의 수량이 상이하게 구비될 수도 있다.

하부 커팅날들(131) 및 상부 커팅날들(131)은 각각 이격되는 구조로 마찰 면적이 최소화되어 과도한 마찰열의 발생이 최소화되므로 안전성이 개선될 수 있다.

하부 커팅날(133)은 회전축을 기준으로 방사상으로 배치됨이 바람직하다. 이때, 각 하부 커팅날(133)의 내측단부는 내측방향으로 연장되어 일체화된 형상으로 상호 연결될 수 있다. 여기서, 각 하부 커팅날(133)의 선단으로 갈수록 직경이 협소화되어 회전중심점이 뾰족하게 형성될 수 있다.

하부 커팅날(133)은 드릴링을 위한 초기 위치 설정시 홀의 형성 위치에서 오차가 발생하지 않도록 치조골(143)에 점접촉될 수 있으며, 치과용 핸드피스의 회전력에 따라 치조골(143) 내부로 안정적으로 진입될 수 있다.

하부 커팅날(133)은 반경방향 내측으로 향할수록 협소해지는 형상으로 구비될 수 있다. 그리고 하부 커팅날(133)은 절삭된 치조골(143)이 하부 커팅날(131) 및 홀 사이 간극에 잔존하지 않도록 초기 홀의 외주에 대응하여 외주면이 라운드지게 형성될 수 있다.

한편, 절삭부(130)는 보이드부(132) 하부의 상부/하부 커팅날들(131, 133) 사이에 단차없는 면으로 형성되는 측면부(135)를 더 포함할 수 있다. 측면부(135)는 도 2에서와 같이, 드릴링 과정시에 발열이 집중된 커팅날들(131, 133)에 어떠한 장애없이, 냉각수가 원활하게 공급되는데 기여한다.

또한, 절삭부(130)는 상부 커팅날(131)과 하부 커팅날(133)의 연결부분 외면에 형성된 단차부(137)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 하부 커팅날들(133)의 외측 둘레를 따른 외경은 상부 커팅날(131)의 외측 둘레를 따른 외경보다 작게 형성될 수 있으며, 하부 커팅날들(133)의 직경이 작아짐에 따라 회전력이 증가되어 치조골(143)의 홀의 초기 형성이 용이해질 수 있다. 즉, 단차부(137)는 상이한 직경으로 형성된 상부 및 하부 커팅날들(131, 133)의 외면을 경사지게 연결하도록 구비될 수 있다.

이때, 하부 커팅날들(133)에 의해 치조골(143)이 절삭되며 하부 커팅날들(133)이 미세 홀에 진입됨에 따라 픽스쳐가 식립되는 홀보다 작은 직경의 초기 홀이 형성될 수 있다. 또한, 드릴링 작업이 지속됨에 따라 하부 커팅날들(133)의 후속으로 상부 커팅날들(131)이 초기 홀에 진입하게 되며 픽스쳐가 식립되는 홀의 직경에 대응되도록 확장될 수 있다.

여기서, 단차부(137)는 초기 홀이 서서히 확장되도록 하부 커팅날들(133)에서 상부 커팅날들(131)으로 향할수록 외측방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 따라서, 커팅날들(131, 133)는 직경의 변화에 따른 과부하가 방지되며 치조골(143)과의 마찰로 유발되는 마모가 최소화되므로 내구성이 개선될 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 절삭부(130)는 각 상부 커팅날(131)과 이의 하부의 하부 커팅날(131) 사이에 가이드 홈(134)을 구비한다. 가이드 홈(134)은 치조골(143)의 절삭시에 냉각수를 회전 방향의 반대 방향으로 유도하도록, 회전 방향(R)의 반대로 상향 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 냉각수가 발열이 집중되는 하부 커팅날들(133)에 균일하게 분산될 수 있다. 또한, 절삭 뼈가루가 상부 커팅날(131)의 외주에 잔존시키면서 회전함으로써, 가이드 홈(134)은 뼈가루가 보이드부(132)에 축적되지 않도록 기여한다.

이하에서는, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴의 동작 및 냉각수의 흐름을 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

임플란트 시술과정에는 픽스쳐가 식립되는 홀을 형성할 때, 드릴링을 수행할 정확한 위치와 방향을 파악하기 곤란하므로, 서지컬 가이드(140)라고 하는 보조 기구가 사용될 수 있다.

여기서, 서지컬 가이드(140)는 환자의 잇몸(144), 치아, 치조골(143) 등의 정보를 포함하는 구강정보를 기반으로 한 상기 임플란트 시술 계획에 따라 구강 내부의 프로파일로 형성되고, 구강 내에 삽입되어 치주조직(teeth and gums)을 감싸 고정되도록 구비된다.

서지컬 가이드(140)의 측부에는 앵커홀(미도시)이 구비될 수 있으며, 앵커홀에는 앵커핀(미도시)이 삽입되어, 앵커핀이 환자의 잇몸(144) 및 치조골(143)에 삽입되어 고정됨에 따라 서지컬 가이드(140)가 구강 내에 고정될 수 있다.

이에 따라, 서지컬 가이드(140)는 고정된 상태에서 드릴링 작업을 포함한 제반 임플란트 시술을 안정적으로 가이드할 수 있다. 또한, 서지컬 가이드(140)에는 픽스쳐가 식립될 위치를 따라 식립될 임플란트 수에 대응하여 가이드홀이 형성될 수 있다.

물론, 가이드홀은 서지컬 가이드(140)에 직접 형성될 수 있으나, 드릴(100)의 회전시 마찰력을 감소시키고 회전시 변형을 방지함으로써 드릴을 안정적으로 회전지지하도록 서지컬 가이드(140)에 추가로 결합되면서 금속재로 구비된 슬리브(141)를 통해 형성될 수도 있다. 슬리브(141)는 서지컬 가이드(140)에 착탈가능하며, 드릴(100)의 회전시 강고한 결합력을 위해 중공부를 가진 원통의 외주에 탄성력을 가진 고정 돌기부를 구비할 수 있다.

이 경우에, 바디부(120)는 가이드홀에 삽입되어 회전지지되도록 가이드홀의 내주에 대응되는 외경으로 구비될 수 있다. 또한, 삽입되는 바디부(120)의 외경에 따라 다양한 외경을 갖는 슬리브(141)가 구비되어, 시술자가 선택하는 드릴(100)에 적합한 슬리브(141)가 서지컬 가이드(140)에 장착될 수 있다. 이에 더하여, 고정부(121)는 가이드홀의 직경보다 넓게 구비되되, 하면이 평탄하게 구비될 수 있다.

이에 따라, 바디부(120)는 가이드홀에 삽입되고 커팅날들(131, 133)는 가이드홀의 내측을 통과하여 환자의 치주조직측으로 배치되면, 고정부(121)의 하면이 가이드홀의 상단 테두리에 안착되어 구속될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 통해 설명된 치과 임플란트용 드릴(100), 서지컬 가이드(140) 및 슬리브(141)는 치조골(143)의 홀 형성시에 사용되는 임플란트용 드릴 세트로 구성되어, 세트 단위로 시술자에게 제공될 수 있다.

시술자가 임플란트용 드릴 세트를 이용하여 픽스쳐를 위한 홀을 치조골(143)에 형성할 때, 드릴링을 수행할 위치에 서지컬 가이드(140)를 안착시키고, 해당 위치에 슬리브(141)를 장착하며, 이어서 슬리브(141)의 가이드홀에 치과용 핸드피스와 결합된 치과 임플란트용 드릴(100)을 관통시킨다. 다음으로, 시술자는 드릴(100)을 회전시키며, 이 과정에서 치과용 핸드피스에서 공급되는 식염수 등의 냉각수는 냉각수용 통로(114)를 통해 보이드부(132)로 공급된다. 이때, 시술자는 구강 내에 석션(suction; 미도시)을 위치시켜, 석션은 드릴링 과정에서 비산되는 뼈가루와 드릴(100)로 유입되어 서지컬 가이드(140)를 통해 구강으로 유출된 냉각수를 흡입한다.

도 2 및 도 4의 화살표로 나타난 냉각수의 흐름 경로에서와 같이, 냉각수는 회전 원심력에 의해 오목부(138)를 따라 곡면부(136)로 흐른다. 선행 상부 커팅날(131)의 상부에 배치된 곡면부(136)의 곡면이 후행 상부 커팅날(131)의 상부에 배치된 면보다 완만한 경사를 갖도록 곡면부(136)가 형성되므로, 냉각 범위가 극대화되도록, 상부 커팅날들(131)의 최상단부터 유입된다.

아울러, 냉각수의 유량이 많도록 설정되면, 냉각수는 보이드부(132)를 대부분 채우면서 하부 커팅날들(133)을 향해 유입된다.

즉, 냉각수는 상부 커팅날들(131)의 양측면, 외/내면을 전부 덮도록 흐르며, 하부 커팅날들(133)의 전체 면과 하부 커팅날들(131) 사이의 측면부(135)로 흐른다. 이에 따라, 치조골(143)의 절삭에 따른 홀을 형성하는 드릴링 과정에서 유발되는 마찰열을 최소할 수 있다.

더욱이, 보이드부(132)는 통로(114)보다 확장된 단면적으로 형성되므로, 통로(114)로부터 유입된 냉각수가 넓은 범위로 원활하게 분사될 수 있다. 또한, 절삭되는 뼈가루가 드릴링 과정에서 보이드부(132)를 자유로이 통과하나, 드릴링의 회전 원심력에 의해 통로(114)로 이동하는 것이 원천적으로 차단된다. 따라서, 절삭 뼈가루가 통로(114)를 막지 아니하여, 냉각수가 커팅날들(131, 133)을 따라 원활하게 유입될 수 있다.

절삭 뼈가루는 절삭시 초기 접촉되는 하부 커팅날들(131) 부근에서 상부 커팅날들(131)보다 다량으로 생성되어, 뼈가루는 하부 커팅날들(133)과 이 근방의 상부 커팅날들(131)에 다량으로 축적된다. 보이드부(132)가 뼈가루가 다량 축적되는 커팅날들(131, 133)보다 상부 커팅날들(131)에 인접하여 위치되므로, 뼈가루가 보이드부(132)에 상대적으로 적은 양으로 축적되어 냉각수용 통로(114)를 막는 것을 억제할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 의한 통로(114)의 위치, 오목부(138), 곡면부(136) 및 보이드부(132)의 형태, 위치로 인하여, 통로(114)가 절삭 뼈가루에 의해 막히지 않으므로, 냉각수가 낮은 압력으로 원활하게 커팅날들(131, 133)과 치조골(143) 사이에 유입될 수 있다.

이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴을 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴의 상부 사시도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 임플란트용 드릴의 상부 사시도이고, 도 7은 도 6의 C-D 선을 따른 단면도이다.

도 5 내지 도 7에 따른 치과 임플란트용 드릴(200)은 절삭부(230)의 커팅날들(231, 233, 234)이 수직 돌출되는 스트레이트형(straight type)으로 형성되는 것을 도시하고 있으며, 스트레이트 드릴은 홀 형성시의 직진력 측면에서 나선형보다 낮으나, 정확한 홀 가공 측면에서는 우수하다.

본 실시예에 대한 설명에서는 도 1 내지 도 4와 실질적으로 동일한 부재. 기능 및 효과 등에 대해서는 생략하고, 도 1 내지 도 4의 실시예와 차이를 갖는 점에 대해 이루어지기로 한다.

도 5 내지 도 7에 따른 치과 임플란트용 드릴(200) 역시 결합부(210), 바디부(220), 절삭부(230), 및 결합부(210)과 바디부(220)를 관통하는 냉각수용 통로(214)를 포함한다. 결합부(210)는 장착부(211), 걸림홈(212) 및 컬럼부(213)를 포함할 수 있으며, 바디부(220)는 고정부(221) 및 몸체부(222)를 포함할 수 있다. 상술한 부재는 도 1 내지 도 4를 통해 설명된 동일 명칭의 부재와 실질적으로 동일하다.

절삭부(230)는 바디부(220) 근방으로부터 드릴(200)의 선단을 향하여 순차적으로, 드릴(200)의 회전 방향(본 도면에서는 시계방향; R)을 따라 일정 각도로 이격되는 복수의 커팅날들(231, 234, 235)을 구비하고, 상부 커팅날들(231) 내측 둘레의 적어도 일부를 따라 둘러싸이는 보이드부(233)를 갖는다. 또한, 냉각수용 통로(214)는 보이드부(233)와 연통되며, 치조골(도 4의 143)의 절삭시, 커팅날들(231, 234, 235)에 냉각수를 유입하도록 보이드부(233)로 냉각수, 예컨대 식염수를 공급한다.

구체적으로, 커팅날들(231, 234, 235)의 각각은 바디부(220)에 인접한 순으로 상부 커팅날(231), 제 1 하부 커팅날(235) 및 제 2 하부 커팅날(234)로 구성될 수 있다. 이 경우에, 보이드부(233)는 통로(214)보다 확장된 단면적으로 형성되면서, 상부 커팅날들(231)의 내측 둘레의 적어도 일부에 의해 둘러싸인다.

도 7을 참조하면, 절삭부(230)는 상부 커팅날들(231)의 상부에 배치됨과 아울러서 바디부(220)에 인접하게 배치되고, 바디부(220)를 향하여 오목한 형태를 갖는 오목부(238)를 더 포함할 수 있다. 냉각수용 통로(214)는 오목부(238)의 최정점으로 관통되어 보이드부(233)와 연통될 수 있다.

도 6에서와 같이, 절삭부(230)는 회전 방향(R)에서 볼 때, 선행 상부 커팅날(231)과 후행 상부 커팅날(231)의 상부들을 서로 연결하는 곡면부(237)를 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 선행 상부 커팅날(231)의 상부에 배치된 곡면부(237)의 곡면이 후행 상부 커팅날(231)의 상부에 배치된 면보다 완만한 경사를 갖도록, 곡면부(237)가 선행 상부 커팅날(231)과 후행 상부 커팅날(231)에 연결될 수 있다.

또한, 회전 방향(R)에서 볼때 서로 인접한 선행 상부 커팅날(231)과 후행 상부 커팅날(231) 사이에 노출되는 보이드부(233)는 후행 상부 커팅날(231) 근방 보다 선행 상부 커팅날(231) 근방에서 바디부(220)를 향하여 더 큰 면적으로 노출될 수 있다.

이에 따라, 곡면부(237)와 보이드부(233)의 상술한 형상으로 인해, 곡면부(237) 및 보이드부(233)는 회전 방향(R)을 따른 회전시에 발생되는 원심력에 의해 발생하는 냉각수의 궤적에 부합하도록 형성되므로, 냉각수용 통로(214) 및 오목부(238)를 경유한 냉각수가 도 6의 화살표로 나타난 냉각수의 흐름 경로에서와 같이, 상부 커팅날들(231)의 최상단에 보다 다량으로 유입될 수 있다. 이에 따라, 냉각 범위가 극대화될 수 있다.

한편, 상부 커팅날들(231)은 치조골(143)과의 접촉면적이 감소되도록, 복수개로 구비됨과 아울러서, 드릴(100)의 회전 방향(R)을 따라 기설정된 각도만큼 이격될 수 있다. 스트레이형 드릴(200)의 경우, 상부 커팅날들(231)은 4개로 구비됨이 바람직하나, 시술 환경 및 설계 사양 등에 따라 다양한 개수로 제작될 수 있다.

보이드부(233)와 대응되는 상부 커팅날(231)은 리세스(232)를 더 구비할 수 있다. 이에 의해, 보이드부(233)를 통해 공급된 냉각수는 절삭시에 냉각수를 회전 방향의 반대 방향으로 유도하고, 절삭 뼈가루가 상부 커팅날(231)의 외주에 잔존시키면서 회전함으로써, 리세스(232)는 뼈가루가 보이드부(233)에 축적되지 않도록 기여한다.

제 1 하부 커팅날(235)은 상부 커팅날(234)과 일체로 연결될 수 있다. 제 1 하부 커팅날(235)은 상부 커팅날(231)을 향하여 제 2 하부 커팅날(234)의 외측을 연결하는 가상 외경보다 점진적으로 증가하도록 테이퍼지면서, 중간 부분부터 상부 커팅날(231) 까지 동일한 외경의 프로파일을 갖도록 형성될 수 있다.

이에 의하면, 드릴링 작업이 지속됨에 따라 제 2 하부 커팅날들(234)의 후속으로 제 1 하부 커팅날들(231)이 초기 홀에 진입하게 되며 과도한 부하 및 스트레스 없이, 픽스쳐가 식립되는 홀의 직경을 확장할 수 있다.

제 2 하부 커팅날(234)은 제 1 하부 커팅날(231)로부터 일체로 연장되고, 제 1 하부 커팅날(231)보다 작은 가상 외경을 갖도록 제작될 수 있다.

이로 인하여, 제 2 하부 커팅날(234)은 드릴링을 위한 초기 위치 설정시 홀의 형성 위치에서 오차가 발생하지 않도록 치조골(143)에 점접촉될 수 있으며, 치과용 핸드피스의 회전력에 따라 치조골(143) 내부로 안정적으로 진입될 수 있다.

제 2 하부 커팅날(234)은 반경방향 내측으로 향할수록 협소해지는 형상으로 구비될 수 있다. 그리고 제 2 하부 커팅날(234)은 절삭된 치조골(143)이 제 2 하부 커팅날(234) 및 홀 사이 간극에 잔존하지 않도록 초기 홀의 외주에 대응하여 외주면이 라운드지게 형성될 수 있다.

한편, 절삭부(230)은 도 1 내지 도 4의 단차부(137)와 마찬가지로, 상부 커팅날(231)과 제 1 하부 커팅날(235)의 연결부분 외면에 형성된 단차부(참조부호 미부여)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 제 1 하부 커팅날들(235)의 외측 둘레를 따른 외경은 상부 커팅날(231)의 외측 둘레를 따른 외경보다 작게 형성될 수 있으며, 제 1 하부 커팅날들(235)의 직경이 작아짐에 따라 회전력이 증가되어 치조골(143)의 홀의 초기 형성이 용이해질 수 있다. 즉, 단차부는 상이한 직경으로 형성된 상부 및 제 1 하부 커팅날들(231, 235)의 외면을 경사지게 연결하도록 구비될 수 있다.

단차부는 초기 홀이 서서히 확장되도록 제 1 하부 커팅날들(235)에서 상부 커팅날들(231)으로 향할수록 외측방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 따라서, 커팅날들(231, 235)는 직경의 변화에 따른 과부하가 방지되며 치조골(143)과의 마찰로 유발되는 마모가 최소화되므로 내구성이 개선될 수 있다.

다시 도 6을 참조하면, 절삭부(230)는 각 상부 커팅날(231)과 제 1 하부 커팅날(235) 사이에 가이드 홈(236)을 구비한다. 치조골(143)의 절삭시에 냉각수를 회전 방향의 반대 방향으로 유도함과 아울러서 절삭 뼈가루를 가이드 홈(236)에 잔류시키도록, 가이드 홈(236)은 회전 방향(R)의 반대로 상향 경사지게 형성될 수 있다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.

100, 200: 치과 임플란트용 드릴 110: 결합부
120: 바디부 130: 절삭부
131: 상부 커팅날 132: 보이드부
133: 하부 커팅날 134: 가이드 홈
135: 측면부 136: 곡면부
138: 오목부 231: 상부 커팅날
233: 보이드부 234, 235: 제 2 및 제 1 하부 커팅날
236: 가이드 홈 237: 곡면부
238: 오목부

Claims (7)

1. 회전력을 제공하는 핸드피스와 연결되는 결합부:
   상기 결합부의 하부에 배치되며 상기 회전력을 하방으로 전달하는 바디부;
   치조골을 절삭하여 홀을 형성하도록 상기 바디부의 하부에 배치됨과 아울러서 회전 방향을 따라 일정 각도로 이격되는 복수의 커팅날들을 구비하고, 상기 커팅날들 내측 둘레의 적어도 일부를 따라 둘러싸이는 보이드부(void section)를 갖는 절삭부를 포함하고,
   상기 결합부와 상기 바디부를 관통하여 상기 보이드부와 연통되며, 상기 치조골의 절삭시, 상기 커팅날들에 상기 냉각수를 유입하도록 상기 보이드부로 냉각수를 공급하는 통로를 구비하는 치과 임플란트용 드릴.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 보이드부는 상기 통로보다 확장된 단면적을 가짐과 아울러서, 상기 바디부에 인접한 상기 커팅날들의 상측으로부터 상기 커팅날들의 소정 위치까지 둘러싸이도록 위치되며, 상기 보이드부 하부에 배치된 상기 커팅날들의 내측은 상기 커팅날들과 보이드없이 일체로 형성되는 치과 임플란트용 드릴.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 절삭부는 상기 커팅날들의 상부에 배치됨과 아울러서 상기 바디부에 인접하게 배치되고, 상기 바디부를 향하여 오목한 형태를 갖는 오목부를 더 포함하고,
   상기 통로는 상기 오목부의 최정점(apex)으로 관통되는 치과 임플란트용 드릴.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 절삭부는 상기 회전 방향에서 볼 때 서로 인접한 선행 커팅날의 상부와 후행 커팅날의 상부를 연결하는 곡면부를 더 포함하고,
   상기 선행 커팅날의 상부에 배치된 곡면부의 곡면이 상기 후행 커팅날의 상부에 배치된 면보다 완만한 경사를 갖도록, 상기 곡면부가 상기 선행 커팅날과 상기 후행 커팅날에 연결되는 치과 임플란트용 드릴.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전 방향에서 볼 때 서로 인접한 선행 커팅날과 후행 커팅날 사이에 노출되는 보이드부는 상기 후행 커팅날 근방 보다 상기 선행 커팅날 근방에서 상기 바디부를 향하여 더 큰 면적으로 노출되는 치과 임플란트용 드릴.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 커팅날들의 각각은 상기 바디부에 인접한 상부 커팅날 및 상기 상부 커팅날 하부에 배치된 하부 커팅날을 포함하고,
   상기 보이드부는 상기 상부 커팅날들 내측 둘레의 적어도 일부를 따라 둘러싸이도록 위치되며,
   상기 상부 커팅날과 상기 하부 커팅날 사이의 가이드 홈은 상기 치조골의 절삭시에 상기 냉각수를 상기 회전 방향의 반대 방향으로 유도하도록 제공되는 치과 임플란트용 드릴.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 커팅날은 나선형(helix type)으로 형성되고, 상기 보이드부는 상기 바디부에 인접한 상기 커팅날 내측 둘레의 일부를 따라 둘러싸이도록 위치되며,
   상기 보이드부 하부의 상기 커팅날들 사이에 단차없는 면으로 형성되는 측면부를 더 포함하는 치과 임플란트용 드릴.

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