KR20210003535A - 완충부를 갖는 치과용 임플란트 - Google Patents

Abstract

적층가공(Additive manufacturing) 기술을 사용하여 3D 프린터로 제조되는 일체형 임플란트에 있어서, 컵 모양의 외측부; 상기 외측부의 내측에 소정 간격을 두고 위치하는 내측코어와 상기 외측부의 상측 밖으로 노출되는 크라운연결부를 갖는 내측부; 및 상기 외측부의 내면과 상기 내측코어의 외면을 연결하는 복수의 탄성연결부;를 포함한다. 상기 복수의 탄성연결부는 저작압에 대해 완충작용을 하고 원 위치로 복원되는 탄성계수와 강도를 갖고, 상기 외측부, 상기 내측코어, 상기 크라운연결부, 상기 복수의 탄성연결부는 일체로 제조된다.

Description

완충부를 갖는 치과용 임플란트{Dental Implant having Shock absorbing part}

본 발명은 치과용 임플란트에 관한 것으로서, 상세하게는, 완충부를 갖는 일체형 치과용 임플란트에 관한 것이다.

치과 임플란트(Dental Implant)는 부분적 또는 전체적으로 치아가 상실된 부위에 인공치근을 심어 치조골에 유착시키고, 그 인공치근에 크라운(Crown)을 고정하여 형성된 인공치아구조를 의미한다.

이러한 치과 임플란트의 구성은 치조골에 매식되는 고정체(Fixture)와 고정체의 상 측에 결합되어 크라운을 지지하는 지주대(Abutment)와 지주대에 의해 지지되어 인공치아로서 역할을 하는 크라운과 지주대와 고정체를 결합시키는 지주대 나사(Abutment Screw)를 포함한다.

상술한 치과 임플란트의 시술방법은 고정체가 치조골에 매식된 이후, 고정체의 상측에 지주대가 안착되고, 고정체와 지주대 내에 지주대 스크류를 삽입하고 체결하여, 고정체와 지주대를 결합한다. 그리고 지주대의 상측에 인공치아인 크라운이 접착되므로써 시술이 완료된다.

이와 같은 임플란트에서 고정체의 소재로서는 크게 세라믹과 티타늄이 일반적으로 사용되고 있다. 이중 세라믹 소재의 고정체는 치아와의 유사한 색상을 갖고 있어 심미감에 있어서는 티타늄보다 우수한 효과를 보인다. 그러나 세라믹 소재의 고정체는 기계적강도가 해면골보다는 약300배, 피질골보다는 약 30배 높아 응력차폐현상(Stress Shielding)이 발생됨에 따라 응력분산측면에서 크게 불리한 문제점이 있다.

또한, 티타늄소재의 고정체와 지주대가 지주대 나사에 의해 결합되지만, 오랜 기간이 지나면 나사가 풀리기도 하고, 빈틈을 통해 세균이 번식하는 단점이 있다. 종래에 일체형 임플란트는 일체형 구조로 이러한 단점을 해결할 수 있으나 상술한 응력차폐현상의 발생을 막을 수는 없다.

응력차폐현상과 더불어 종래의 임플란트에는 자연 치아에 존재하는 치주인대가 없어서, 급격한 충격이 뼈에 직접 전달되어 사용자에게 불쾌한 자극을 주고 있다. 이를 위한 해결책으로, 대한민국 등록특허 10-1503214에 기술된 바와 같이 완충 구조를 구비한 치과 임플란트가 제시되었다. 하지만, 대한민국 등록특허 10-1503214는 그 구조가 복잡하고, 상술한 세균 침입 및 나사 풀림 및 응력 차폐현상을 여전히 해결하지 못하고 있다.

대한민국 등록특허 10-1503214

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따라, 응력차폐 현상을 줄이는 일체형 임플란트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따라, 나사 풀림 현상을 없애는 일체형 임플란트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따라, 세균 침입 현상을 줄이는 일체형 임플란트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따라, 저작압에 대한 완충 구조를 갖는 일체형 임플란트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층가공(Additive manufacturing) 기술을 사용하여 3D 프린터로 제조되는 일체형 임플란트에 있어서, 컵 모양의 외측부; 상기 외측부의 내측에 소정 간격을 두고 위치하는 내측코어와 상기 외측부의 상측 밖으로 노출되는 크라운연결부를 갖는 내측부; 및 상기 외측부의 내면과 상기 내측코어의 외면을 연결하는 복수의 탄성연결부;를 포함하고, 상기 복수의 탄성연결부는 저작압에 대해 완충작용을 하고 원 위치로 복원되는 탄성계수와 강도를 갖고, 상기 외측부, 상기 내측코어, 상기 크라운연결부, 상기 복수의 탄성연결부는 일체로 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 임플란트에 있어서, 상기 외측부의 외면은 치조골과 나사결합되는 나사산 모양인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 임플란트에 있어서, 상기 외측부의 외면은 골융합을 촉진시키는 표면처리가 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 임플란트에 있어서, 상기 외측부의 외면은 실형상 치근 모양인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 임플란트에 있어서, 상기 내측부의 적어도 일부는 메쉬 구조인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 임플란트에 있어서, 상기 복수의 탄성연결부의 적어도 일부는 판 스프링 형태인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 임플란트에 있어서, 상기 복수의 탄성연결부 중 최상면에 위치한 탄성연결부는 상기 외측부의 최상면과 상기 내측코어의 최상면과 빈틈 없이 연결되는 납작한 링 형태인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 임플란트에 있어서, 상기 복수의 탄성연결부의 적어도 일부는 납작한 링 형태인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 임플란트에 있어서, 상기 납작한 링에 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 구성에 따라, 응력차폐 현상을 줄이는 일체형 임플란트를 제공한다.

본 발명에 따라, 나사 풀림 현상을 없애는 일체형 임플란트를 제공한다.

본 발명에 따라, 세균 침입 현상을 줄이는 일체형 임플란트를 제공한다.

본 발명에 따라, 저작압에 대한 완충 구조를 갖는 일체형 임플란트를 제공한다.

본 발명에 따라, 상술한 다양한 기능을 단순한 형태로 제공 가능하여 경제성 및 생산성이 있으며, 장기간의 수명과 위생 및 통증 유발 방지와 같은 이점을 제공한다.

도 1은 자연 치아 및 그 주변부를 도시한 단면도이다.
도 2는 종래의 임플란트 구조, 조립, 식립 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 임플란트의 구조 및 식립 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 임플란트의 구조 및 식립 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 임플란트의 탄성연결부의 형태를 나타내는 단면도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 안 되며, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.

명세서 전반에서 어떠한 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 기재는, 이에 대한 특별한 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 명세서에 기재된 "..모듈", "..부", "..시스템" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 하나의 장치 또는 각각 다른 장치에 포함될 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 적층가공(Additive manufacturing) 기술을 사용하여 3D 프린터로 제조되는 일체형 임플란트(100)를 설명한다.

도 1은 자연 치아 및 그 주변부를 도시한 도면이다. 자연 치아는 크라운(1), 치근(2), 치수(3)를 포함하고, 치조골(4)에 치주인대(6)를 걸쳐 간접적으로 되어 결합되어 있다. 잇몸(5)이 자연 치아의 치주인대(6) 및 크라운(1)을 감싼다. 여기서, 치주인대(6)는 자연 치아의 크라운(1)으로부터 가해지는 급격한 힘을 완충하는 작용을 한다.

하지만, 아래에 설명할 대부분의 종래의 임플란트에는 치주인대(6) 역할을 하는 완충 작용을 하는 구조가 없다. 일부 종래의 임플란트 중에 완충 작용을 하는 구조가 있기는 하나, 여러개의 부품들로 조합되고, 나사 결합되는 복잡한 구조를 갖는다.

도 2는 종래의 임플란트 구조, 조립, 및 식립 상태를 나타내는 단면도이다. 치조골(4)에 매식되는 고정체(Fixture)(12)와 고정체(12)의 상 측에 결합되어 크라운(1)을 지지하는 지주대(Abutment)(13)와 지주대(13)에 의해 지지되어 인공치아로서 역할을 하는 크라운(1)과 지주대(13)와 고정체(12)를 결합시키는 지주대 나사(Abutment Screw)(14)를 포함한다.

상술한 치과 임플란트의 시술방법은 고정체(12)가 치조골(4)에 매식된 이후, 고정체(12)의 상측에 지주대(13)가 안착되고, 고정체(12)와 지주대(13) 내에 지주대 나사(14)를 삽입하고 체결하여, 고정체(12)와 지주대(13)를 결합한다. 그리고 지주대(13)의 상측에 인공치아인 크라운(1)이 접착되므로써 시술이 완료된다.

그런데, 크라운(1)에 가해지는 반복적인 힘이 지주대 나사(14)를 풀리게 하고, 벌어진 틈새로 세균이 침입하기 쉽다. 또한, 복잡한 구조에 한정된 공간에 체결되어 얇아진 지주대 나사(14)는 파절이 일어나기 쉽다. 이러한 복잡한 구조에 완충 구조를 추가한 임플란트도 개발되었지만, 복잡성을 더 증가시켜, 충격 흡수의 기능은 제공하였지만 지주대 나사(14)의 풀림 및 파절을 해결하지 못하여 상용화된 사례를 찾기 어렵다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 임플란트(100)의 구조 및 식립 상태를 나타내는 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층가공(Additive manufacturing) 기술을 사용하여 3D 프린터로 제조되는 일체형 임플란트(100)는 컵 모양의 외측부(110), 외측부(110)의 내측에 소정 간격을 두고 위치하는 내측코어(121)와 외측부(110)의 상측 밖으로 노출되는 크라운연결부(122)를 갖는 내측부(120), 및 외측부(110)의 내면과 내측코어(121)의 외면을 연결하는 복수의 탄성연결부(130)를 포함한다.

적층가공 기술은 종래의 절삭 가공과 달리 재료를 붙여가면서 제조하는 방식이다. 의료용 임플란트의 경우 의료용 등급을 갖는 티타늄 합금(Ti64) 등의 파우더를 레이저로 한층 한층 쌓으면서 녹여 붙이는 작업을 거친다. 중공 구조가 가능하므로, 무게를 줄이면서도 강도를 유지하고 부품 수를 줄일 수 있어 다양한 분야에서 활용 가능성이 크다. 이러한 적층가공 기술을 활용하여, 외측(110)부, 내측코어(121), 크라운연결부(122), 복수의 탄성연결부(130)를 일체로 제조할 수 있다.

한편, 복수의 탄성연결부(130)는 저작압에 대해 완충작용을 하고 원 위치로 복원되는 탄성계수와 강도를 갖는 것이 바람직하다. 탄성연결부(130)의 상세한 설명은 아래에 추가하기로 한다.

외측부(110)의 외면은 치조골(4)과 나사결합되는 나사산 모양일 수 있다. 이 경우, 종래의 시술용 의료기기를 그대로 사용할 수 있어서, 별도의 시술용 의료기기 개발의 필요성을 줄이고, 범용성이 있어서 파급효과가 매우 큰 장점이 있다.

한편, 외측부(110)의 외면은 실형상 치근 모양일 수도 있다. 발치후 생기는 치아와에 삽입되는 형상을 모델링하여 3D 프린터로 출력 가능하며, 이 경우 별도의 드릴링 없이 빠르게 시술 가능하다. 실형상 치근에 대한 자세한 설명은 생략한다.

또한, 종래의 표면처리도 가능하여, 외측부(110)의 외면은 골융합을 촉진시키는 표면처리가 되어 있을 수 있다. 표면처리에는 외측부(110)의 외면에 형성되는 나사산의 표면에 도포되어 치조골(4)에 매입시에 골과의 유착력을 증대시키고자 티타늄 플라즈마 스프레이(Titanium Plasma Spray)와, 티타늄 비드 신터링 (Titanium Bead Sintering)과, 산화에칭(Acid Etching)과, 수산화인회석 코팅(HA Coating)등이 있다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 응력차폐현상을 보다 줄이고, 무게를 줄이기 위해 내측부(120)의 적어도 일부는 메쉬(mesh)(123)일 수 있다. 한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 외측부(110)의 적어도 일부도 메쉬일 수 있다.

자연 치아의 치주인대의 역할을 하는 복수의 탄성연결부(130)에 대해 보다 상세히 설명한다. 저작압은 주로 하방으로 가해지고, 단단한 일체형 임플란트(100)가 충분히 하방으로 충격을 흡수하면서의 내려갔다가 복원될 수 있는 구조가 바람직하다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 탄성연결부(130)의 적어도 일부는 가로 방향으로 가늘고 긴 판 스프링(131) 형태일 수 있다.

한편, 세균이 일체형 임플란트(100)에 번식하면 안되므로, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 탄성연결부(130) 중 최상면에 위치한 탄성연결부(130)는 외측부(110)의 최상면과 내측코어(121)의 최상면과 빈틈 없이 연결되는 납작한 링 형태인 최상측링(132)일 수 있다.

또한, 복수의 탄성연결부(130)의 적어도 일부는 납작한 링 형태인, 중간링(133)일 수 있다. 그런데, 최상측링(132)은 빈틈이 있어서는 안되지만, 중간링(133)은 홀(hole)(134)을 포함할 수 있다. 이 홀(134)을 통해 레이저에 의해 녹지 않은 영역의 금속 분말, 예를 들어, 티타늄 합급(Ti64) 분말을 추후에 제거할 수 있다. 일체형 임플란트(100)의 외부는 세균 침입을 방지하기 위해 모두 막혀있지만, 3D 프린터로 출력시 레이저에 의해 녹지 않은 영역의 금속 분말을 제거하기 위한 홀이 외부 일측에 있을 수 있고, 3D 프린팅이 완료되고 내부의 분말을 제거한 후에는 용접 등의 방법을 통해 영구적으로 이 홀을 밀폐할 수 있다.

본 명세서에서의 발명의 설명은 바람직한 실시예를 설명하는 것으로, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 이상의 실시예에 대한 다양한 변경과 수정이 가능하고, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 다양한 변경과 수정을 모두 포함한다

1: 크라운 2: 치근
3: 치수 4: 치조골
5: 잇몸 6: 치주인대
12: 고정체 13: 지주대
14: 지주대 나사 100: 일체형 임플란트
110: 외측부 120: 내측부
121: 내측코어 122: 크라운연결부
123: 메쉬 130: 탄성연결부
131: 판스프링 132: 최상측링
133: 중간링 134: 홀

Claims (9)

1. 적층가공(Additive manufacturing) 기술을 사용하여 3D 프린터로 제조되는 일체형 임플란트에 있어서,
   컵 모양의 외측부;
   상기 외측부의 내측에 소정 간격을 두고 위치하는 내측코어와 상기 외측부의 상측 밖으로 노출되는 크라운연결부를 갖는 내측부; 및
   상기 외측부의 내면과 상기 내측코어의 외면을 연결하는 복수의 탄성연결부;를 포함하고,
   상기 복수의 탄성연결부는 저작압에 대해 완충작용을 하고 원 위치로 복원되는 탄성계수와 강도를 갖고,
   상기 외측부, 상기 내측코어, 상기 크라운연결부, 상기 복수의 탄성연결부는 일체로 제조되는 것을 특징으로 하는 일체형 임플란트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 외측부의 외면은 치조골과 나사결합되는 나사산 모양인 것을 특징으로 하는 일체형 임플란트.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 외측부의 외면은 골융합을 촉진시키는 표면처리가 되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 임플란트.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 외측부의 외면은 실형상 치근 모양인 것을 특징으로 하는 일체형 임플란트.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 내측부의 적어도 일부는 메쉬 구조인 것을 특징으로 하는 일체형 임플란트.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 탄성연결부의 적어도 일부는 판 스프링 형태인 것을 특징으로 하는 일체형 임플란트.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 탄성연결부 중 최상면에 위치한 탄성연결부는 상기 외측부의 최상면과 상기 내측코어의 최상면과 빈틈 없이 연결되는 납작한 링 형태인 것을 특징으로 하는 일체형 임플란트.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 탄성연결부의 적어도 일부는 납작한 링 형태인 것을 특징으로 하는 일체형 임플란트.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 납작한 링에 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 임플란트.

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