KR20240002959A - 임플란트용 드릴 비트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치아 임플란트 시술할 때 저속으로도 효과적으로 식립공을 형성할 수 있는 새로운 구조의 저속 회전형 드릴 비트 및 식립공의 측벽 등을 치밀화할 수 있는 임플린트 골분 내재화용 드릴 비트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 핸드피스에 결합되는 연결부, 상기 연결부로부터 연장된 몸체부, 상기 몸체부에 소정의 비틀림각으로 형성된 하나 또는 복수개의 홈을 가지는, 임플란트 식립공 형성 및 확장을 위한 치과 임플란트 시술용 드릴 비트에 있어서, 상기 몸체부 랜드(land)의 일부 또는 전부에 소정 규격의 나사산이 형성된 임플란트 시술용 저속 회전형 드릴 비트에 관한 것이다.
또한 본 발명은, 핸드피스에 결합되는 연결부, 상기 연결부로부터 연장된 몸체부, 상기 몸체부에 소정의 비틀림각으로 형성된 하나 또는 복수개의 홈을 가지는, 임플란트 식립공 형성 및 확장을 위한 치과 임플란트 시술용 드릴 비트에 있어서, 상기 홈은 상기 테이퍼 구조의 상부 소정의 높이까지만 형성되어 있는 임플린트 골분 내재화용 드릴 비트에 관한 것이다.

Description

임플란트용 드릴 비트{DRILL BIT FOR IMPLANT}

본 발명은 치아 임플란트 시술할 때 저속으로도 효과적으로 식립공을 형성할 수 있는 새로운 구조의 저속 회전형 드릴 비트에 관한 것이다.

또한 본 발명은 치아 임플란트 시술할 때 식립공의 측벽 및 전방을 치밀화할 수 있는 식립공 뼈 압착용 드릴 비트에 관한 것이다.

임플란트는 일반적으로 본래의 인체조직이 상실되었을 때 인체조직을 대신할 수 있는 대치물을 의미하며, 치과에서는 인공으로 만든 치아를 이식하는 것을 말한다. 치과에서 임플란트 시술이란 상실된 치근을 대신할 수 있도록 픽스쳐(fixture, 인공치근)를 치아가 빠져나간 치조골에 심은 뒤, 인공치아를 고정시켜 치아의 외형과 기능을 회복시키는 시술이다.

임플란트 시술은 픽스쳐를 치조골에 식립하는 1차과정과, 픽스쳐가 치조골에 골융합되는 시간(3~6개월)을 기다린 후 최종보철물(어버트먼트와 크라운)을 고정시키는 2차과정을 포함한다. 1차과정은 치조골에 픽스쳐가 식립될 천공을 형성하는 드릴링단계와, 픽스쳐를 식립하는 식립단계를 포함한다. 이때 드릴링단계 전에 잇몸을 절개하는 단계가 있을 수 있고, 식립단계 이후에 잇몸을 덮어주거나 픽스쳐에 임시치아를 결합하는 단계가 있을 수 있다.

드릴링단계에서는 치조골에 픽스쳐의 외형에 대응되는 크기(직경과 깊이)의 식립공(천공, 홀)을 형성하게 된다. 정확한 위치에 드릴링을 실시하기 위해 드릴링 가이드를 이용할 수도 있는데, 이는 논외로 한다. 드릴링단계에서 한 번에 천공하기 위하여 처음부터 픽스쳐의 외형에 대응되는 크기의 드릴을 사용하게 되면 마찰면적이 넓어짐에 따라 치조골에 강한 토크가 작용하여 치조골에 기계적 손상이 발생하거나, 과도한 마찰열 때문에 피부 및 치조골의 괴사가 유발될 수 있다. 따라서 드릴링단계는, 초기에 작은 홀을 형성하는 소단계, 홀을 확장하는 소단계 그리고 홀 내부의 잔존 치조골을 제거하는 소단계 등 다단계로 이루어지는 것이 일반적이다. 식립공 확장 소단계 이후에 홀의 내부에 나사산을 형성하는 소단계가 있을 수도 있다. 시술자는 각 소단계마다 그에 적절한 드릴비트를 교체하여 사용하게 된다.

임플란트 식립 후 뼈 치유는 임플란트 부위 준비 과정에서 생성된 마찰열에 의해 뼈 세포가 손상되면 치유가 지연되거나 심지어 치유가 되지 않을 수 있고, 상당한 온도 상승에 따라 발생된 열로 인한 골 괴사를 유발할 수 있다는 Eriksson 등의 연구(비특허문헌1) 이래로, 치과 임플란트 시술에서는 작은 온도 증가와 충분한 드릴링 정확도를 위해 드릴링 속도가 800-1200 rpm이고 식염수 냉각(irrigation, 관개)이 있는 표준 드릴링 프로토콜은 임플란트 식립을 위한 표준으로 간주되고 있다(비특허문헌2).

그러나 표준 드릴링 프로토콜에 의하면 고속회전이므로 여전히 마찰열에 의한 조직 괴사의 염려가 있고, 식염수 냉각이 깊은 곳까지 닿지를 못해서 깊은 곳에서는 마찰열로 인한 조직괴사가 종종 일어나고 있다. 그리고, 드릴링 과정에서 경로상의 골밀도 차이 등에 의해서 경로가 의도치 않게 변동될 가능성이 있기 때문에 '저속 드릴링'의 개념이 제안된 바 있다. 1분당 50회전 이하의 저속 드릴링의 경우 마찰열이 적어 식염수 냉각을 생략할 수 있다는 점과 함께 이외에 다양한 장점을 가질 수 있다.

등록특허 10-2270227에서 탭 드릴은 몸체부의 둘레 면에 하나 또는 복수 개로 형성되는 절개홈이 내측 중심부의 공간부과 연통하도록 형성되며, 상기 몸체부의 둘레 면에는 나선 형태의 절삭날을 가지는 나사산이 형성된 임플란트 시술용 저속 회전형 트레핀 탭 드릴(도 1a)을 제안하고 있다. 이에 의하면 저속에서 탭 홀을 드릴링할 수 있다고 하지만, 절삭날 부위에서만 절삭기능이 있고 천공 측벽의 임의의 지점은 드릴이 1회전할 때 절삭날과의 접촉수가 3회로 매우 적어서― 즉, 절삭날 3개로 뼈 측벽을 360° 절삭하는 것이어서― 뼈가 절삭되는 과정에서 미세파절(뼈 조각이 뜯겨나가고 뼈 조직에 작은 크랙 형성)이 발생할 수 있다. 또한 상기 특허문헌에 언급은 없지만 같은 이유로, 드릴을 진입시키기 위해 상당한 하중을 가해야 할 것으로 판단된다. 드릴링단계에서 강한 하중은 시술자와 환자 모두에게 불편과 위험을 초래한다.

한편, 임플란트 시술의 위치가 되는 치조골도 일반적인 골 구조와 마찬가지로 바깥층은 치밀하고 단단한 2~3㎜ 두께의 치밀골로, 안쪽은 밀도가 높지 않으면서 골을 효과적으로 지탱할 수 있게 배열된 골소주로 구성된 해면골로 이루어져 있다. 그러나 치아를 발치하기 전의 상태에 따라 이 해면골부위의 전체 또는 일부가 치밀골로 대체되는 경우도 있다. 또는 환자의 건강상태에 따라 이 해면골 부위가 아주 성글게 되어있는 경우도 있는데 이때는 임플란트를 흔들리지 않게 고정하기가 어렵다. 일반적으로는, 치조골을 통과하고 나면 드릴링단계에서 형성된 식립공의 내면은 물리적으로 매우 연약한 해면골로 이루어지게 된다. 이 상태에서 픽스쳐를 식립하게 되면, 픽스쳐를 연약한 해면골이 지지하는 상황이 되기 때문에 픽스쳐가 흔들리기 쉽고 안정화되기까지 장기간이 소요된다. 이에 픽스쳐와 접하는 해면골을 충전 또는 압착하여 밀도를 증가시키고자 하는 시도가 있었다. 참고로 도 1a의 경우 삭제된 골분(뼈칩)이 드릴 내부에 형성된 공간에 모였다가 드릴과 함께 배출되므로 충전효과는 없다.

등록특허 10-1276418은 테이퍼 구조로서 하방 및 측면 삭제할 수 있는 드릴 기능과 삭제된 골분을 위로 밀어 올리면서 측벽에 충전시키는 기능을 가진 드릴형 임플란트(정확히 표현하면 '픽스쳐', 도 1b 참조)를 제시하고 있다. 그런데 의도하고 있는 것과는 달리, 그의 임플란트 식립의 단계(도 1c 참조)를 보면, 임플란트의 경부가 식립공 입구에 이를 때까지 삽입되는 과정에서 가이드홈이 외부로 열려있어 절삭된 골분이 밖으로 유출되므로 결국 골분을 식립공의 측벽에 충전시키는 효과는 거의 나타날 수 없다. 그리고 실질적으로 사전 드릴링단계가 거의 없이 바로 픽스쳐를 박는 것이어서 매우 강한 가압이 있어야 하며, 따라서 마찰열의 발생, 뼈 조직의 압박현상 등이 나타날 수 있다.

등록특허 10-1765248은 작은 드릴(오스테오톰)로 형성된 높은 경사각을 가진 테이퍼진 천공에 그보다 낮은 경사각을 가지는 소정 원추형의 테이퍼진 드릴(도 1d 참조)로서, 도면에 나타난 방향으로 회전시에는 식립공의 측벽 뼈를 다져서 치밀화하고(버니싱), 그 반대로 회전할 때 측벽 뼈를 절삭하는(드릴링) 드릴을 제시하고 있다. 그러나 이에 의하면 버니싱 방향으로 회전할 때 드릴은 위 방향으로의 '축반력'이 발생(도면에서 굵은 적색 화살표)하는데, 시술자는 그 축반력보다 큰 하방압력으로 드릴을 눌러주어야 한다. 즉, 나사가 풀리는 방향으로 돌리면서 나사를 박아야 하는 것과 같은 상황이 된다. 이는 천공의 측벽방향으로 상당히 강한 압력을 초래하여 환자에게 큰 통증을 줄 뿐 아니라, 정교하고 세심한 임플란트 시술 과정을 위험하고 어렵게 하는 요인이 된다.

한편, 윗니를 발치한 후 남아 있는 치조골(잇몸 뼈)의 두께가 얇거나 발치한 치아 뿌리가 있던 곳까지 상악동이 내려와 임플란트를 심기에 부적합한 경우 상부 치조골 옆면에 상악동까지 구멍을 내고 상악동막(상악동 표면을 덮고 있는 얇은 피막)을 조심스럽게 밀어서 들어 올린 후 그 공간에 뼈(골분)를 이식하는, 매우 번거롭고 조심스러운 상악동거상술을 시행한다. 상악동거상술 과정에서 또는 상악동거상술이 아니더라도 윗니 임플란트를 위해 상부 치조골을 천공할 때 드릴 첨단이 상악동까지 돌출되면서 상악동막을 파손시키는 사고가 종종 발생한다. 상악동막 파손은 출혈, 감염, 종창 등 각종 합병증을 유발할 수 있어 매우 조심해야 한다.

등록특허 10-2270227 등록특허 10-1276418 등록특허 10-1765248

Eriksson A.R., Albrektsson T. Temperature threshold levels for heat-induced bone tissue injury: a vital-microscopic study in the rabbit. J. Prosthet. Dent. 1983;50:101-107. Augustin G., Davila S., Mihoci K., Udiljak T., Vedrina D.S., Antabak A. Thermal osteonecrosis and bone drilling parameters revisited. Arch. Orthop. Trauma Surg. 2008;128:71-77.

본 발명은 치아 임플란트 시술할 때 저속으로도 효과적으로 식립공을 형성할 수 있는 새로운 구조의 저속 회전형 드릴 비트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 치아 임플란트 시술할 때 드릴링과 동시에 식립공의 측벽을 치밀화할 수 있는 식립공 뼈 압착용 드릴 비트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 치아 임플란트를 위해 식립공을 형성할 때 골분이 배출되지 않고 드릴의 첨단부로 모임으로써 상부 치조골을 천공하면서 동시에 상악동에 골이식이 이루어지는 드릴 비트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 식립공을 단계별로 확장을 할 때에도 식립공을 확장시키며 발생하는 골분을 상악동막하에 이식을 시키는 기능을 가진다.

또한 본 발명은 치아 임플란트를 위해 식립공을 형성할 때 골분이 배출되지 않고 드릴의 첨단부로 모이므로, 의도하지 않게 드릴 첨단이 상악동까지 돌출되더라도 드릴 첨단부와 상악동막 사이에 자동으로 개재되는 드릴에 의한 막 파손이 방지되는 드릴 비트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

핸드피스에 결합되는 연결부, 상기 연결부로부터 연장된 몸체부, 상기 몸체부에 소정의 비틀림각으로 형성된 하나 또는 복수개의 홈을 가지는, 임플란트 식립공 형성 및 확장을 위한 치과 임플란트 시술용 드릴 비트에 있어서, 상기 몸체부 랜드(land)의 일부 또는 전부에 소정 규격의 나사산이 형성된 임플란트 시술용 저속 회전형 드릴 비트에 관한 것이다.

또한 본 발명은,

핸드피스에 결합되는 연결부, 상기 연결부로부터 연장된 몸체부, 상기 몸체부에 소정의 비틀림각으로 형성된 하나 또는 복수개의 홈을 가지는, 임플란트 식립공 형성 및 확장을 위한 치과 임플란트 시술용 드릴 비트에 있어서, 상기 몸체부는 최소한 하부 일부가 아래로 갈수록 지름이 축소되는 테이퍼 구조이며, 상기 홈은 상기 테이퍼 구조의 상부 소정의 높이까지만 형성되어 있는 임플란트 골분 내재화용 릴 비트인 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명의 임플란트 시술용 저속 회전형 드릴 비트에 의하면, 몸체부의 외주면에 소정 크기와 개수의 나선형 홈과 소정 규격의 나사산이 형성되어 있어 진입회전(드릴 비트가 삽입되는 방향으로의 회전)시에 드릴 비트가 종래기술에 비해 상대적으로 저속으로 회전하더라도 나사산에 의해 적절한 힘으로 자동으로 삽입되는 동시에, 나선형 홈과 나사산의 날카로운 경계면이 절삭날로 작용하여 식립공의 측벽과 하부를 서서히 절삭하며, 절삭된 골분들은 나선형 홈에 축적되거나 서서히 외부로 배출된다. 저속에서 식립공 형성 및 확장이 가능하게 되므로 마찰열 발생이 적어 별도의 생리수로 냉각의 생략, 시술자의 취급 용이, 골분의 회수 용이 등의 효과를 얻을 수 있다.

또 다른 본 발명의 임플란트 식립공 뼈 압착용 드릴 비트에 의하면, 테이퍼링된 몸체부 하부와 소정 높이까지만 형성된 홈에 의해, 나선형 홈과 랜드 사이의 날카로운 경계선이 절삭날로 작용하여 식립공의 측벽과 하부가 부분적으로 절삭되며, 절삭된 골분들이 나선형 홈에 축적되어 위로 밀려나오다가 상부로 갈수록 폭 또는 깊이가 축소되는 즉, 부피가 줄어드는 나선형 홈 구조 때문에 삭제된 뼈 조직은 결국 주위의 해면골 공간으로 가압되면서 식립공의 측벽에 압착된다. 이에 따라 식립공 형성의 마지막 단계에서 식립공의 확장과 동시에 식립공의 측벽을 치밀화하는 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1a~1e는 종래기술에 의한 드릴 비트의 예를 보여주는 도면.
도 2a, 2b는 각각 본 발명에 의한 임플란트 시술용 저속 회전형 드릴 비트의 개념도와 목업 사진.
도 2c는 본 발명에 의한 임플란트 시술용 저속 회전형 드릴 비트의 제작용 도면과 제작예 사진.
도 2d는 본 발명에 의한 임플란트 시술용 저속 회전형 드릴 비트의 실제 사용예를 보여주는 사진.
도 2e는 종래 고속회전 드릴 비트에 의한 임플란트 시술 예를 보여주는 사진.
도 3a는 본 발명에 의한 임플란트 골분 내재화용 드릴 비트로서 하부가 테이퍼 구조인 드릴 비트의 도면 및 제작예 사진.
도 3b는 본 발명에 의한 임플란트 골분 내재화용 드릴 비트로서 몸체부의 중간부분의 직경이 큰 볼록구조인 드릴 비트의 두 가지 예시적 개념도.
도 4a는 본 발명에 의한 임플란트 골분 내재화용 드릴 비트의 골 치밀화 과정을 보여주는 개념적 흐름도.
도 4b는 본 발명에 의한 임플란트 골분 내재화용 드릴 비트를 상악동거상술 실습용 모델에서 적용실험하는 과정과 결과를 보여주는 사진.
도 4c와 4d는 본 발명에 의한 드릴 비트를 이용하여 실제 윗니 임플란트를 위한 식립공을 형성하고 픽스쳐를 삽입한 사례를 보여주는 사진.
도 4e와 4f는 각각 종래기술에 의한 드릴 비트를 이용하여 뼈 모델에 형성한 식립공 사진 및 실제 윗니 임플란트를 위한 식립공을 형성하고 픽스쳐를 삽입한 사례를 보여주는 사진.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

본 발명은 임플란트 시술용 드릴 비트에 관한 것인데, 혼동을 방지하기 위해 연결부가 위쪽을 몸체부가 아래쪽을 향하도록 수직으로 놓여진 상태를 기준으로 설명한다.

드릴 비트가 삽입되면서 뼈를 절삭하는 회전방향을 진입회전방향으로, 그 반대를 후퇴회전방향으로, 회전되는 앞쪽을 전방, 뒤쪽을 후방으로 칭하기로 한다.

통상적인 드릴의 각 부분과 일치되는 부분은 도 1e에 도시된 것과 같이 일반적인 명칭을 그대로 사용한다.

전술하였듯이 본 발명은, ① 치아 임플란트 시술할 때 저속으로도 효과적으로 식립공을 형성할 수 있는 저속 회전형 드릴 비트와, ② 치아 임플란트 시술할 때 식립공의 측벽을 치밀화할 수 있는 식립공 뼈 압착용 드릴 비트에 관한 것이다.

(1) 저속 회전형 드릴 비트

본 발명은, 핸드피스에 결합되는 연결부(10), 상기 연결부로부터 연장된 몸체부(20), 상기 몸체부에 소정의 비틀림각으로 형성된 하나 또는 복수개의 홈(21)을 가지는, 임플란트 식립공 형성 및 확장을 위한 치과 임플란트 시술용 드릴 비트에 있어서, 상기 몸체부의 랜드(land)(22)에 소정 규격의 나사산(24)이 형성된 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 저속 회전형 드릴 비트에 관한 것이다. 본 발명은 랜드 표면의 구조에 초점이 있는 것이다. 따라서 드릴 비트의 하부 말단(23)의 치즐에지(chisel edge)나 커팅에지(cutting edge)의 구조에는 제한두지 않는다. 필요한 경우 치즐에지나 커팅에지 부분이 톱날형 구조가 되도록 절개홈(25)을 두어 저속에서 작은 힘으로도 효율적인 절삭효과를 가지도록 할 수도 있을 것이다.

이러한 유형의 드릴 비트의 개념적 도면을 도 2a에, 오른나사 방식으로 나사산이 형성된 목업의 몸체부 사진을 도 2b에, 제작용 도면과 제작예를 도 2c에, 실제 사용예를 도 2d에 각각 첨부하였다. 목업 사진에서 적색 화살표는 드릴 비트가 진입회전방향(아래에서 볼 때 시계방향)으로 회전할 때 절삭된 골분들이 나선형 홈을 따라 상승(적색 화살표)하는 상황을 나타낸다.

본 발명에서 몸체부의 랜드(land)란 도 1e에 도시된 것처럼 몸체부의 외주면에서 나선형 홈이 형성된 부위 이외의 부분을 의미한다. 본 발명에서 나사산은 몸체부 랜드의 전부 또는 일부에 형성될 수 있는데, 도 2b는 몸체부 중간부분의 랜드에만 나사산이 형성된 예이고, 도 2c는 몸체부 하부 일부를 제외한 전체 랜드에 나사산이 형성된 예이다.

이러한 본 발명에 의하면, 나선형 홈과 나사산 사이에 형성된 날카로우면서 반복하여 각이진 경계라인(도 2b에서 청색선으로 표시한 부분)이 절삭날(cutting edge)로 작용하게 된다. 이에 의하면 종래 나사산이 형성되지 않은 일반적인 임플란트 시술용 드릴 비트(날카롭긴 하지만 대체적으로 일자선 형태인 경계라인이 형성됨)에 비해 상대적으로 저속으로 회전하더라도 나사산에 의해 적절한 삽입력이 발생하고, 절삭날 길이가 훨씬 길어지는 효과 때문에 식립공의 측벽과 하부를 보다 부드럽게 절삭할 수 있게 된다. 저속에서 식립공 형성 및 확장이 가능하게 되므로 마찰열 발생이 적어 별도의 생리수로 냉각하지 않더라도 고온에 의한 뼈 조직의 괴사가 방지되며, 저속의 드릴링이 가능하므로 조작의 오류 발생이 적어지고 오류가 발생하더라도 큰 손상 없이 정상상태로 되돌릴 수 있게 된다. 이때 절삭된 골분(뼈칩)은 일부는 나선형 홈에 축적되고 일부는 서서히 외부로 배출되므로 '자가 뼈이식'의 용도로 활용할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 의한 드릴 비트는 나사산 구조에 의해 절삭라인이 길어지는 효과를 얻을 수 있지만 절삭라인의 길이는 여전히 나선형 홈과 나사산 형태의 랜드 사이에 형성된 경계선(절삭날) 길이에 제약을 받는다. 이에 본 발명에서는 드릴 비트의 나사산에 대략 수직방향으로 절개홈을 반복 형성하는 것이 바람직하다. 나사산에 형성된 절개홈에 의해 나사산이 복수개의 톱니 형태가 되며, 각각의 톱니는 또 다른 절삭날로 작용하게 된다. 도 2b의 오른쪽 드릴이 이러한 구조의 목업 사진이다. 이러한 톱니구조의 나사산에 의해 본 발명에 의한 드릴 비트는 동일한 면적의 식립공 측벽을 더 많은 절삭날이 절삭하게 됨으로써 저속에서도 더욱 우수한 절삭 효과를 제공하게 된다. 절개홈을 형성하는 경우, 절개홈 사이의 톱니 형태 부분의 전후방 사이에 소정의 높이 격차를 둔다면 보다 부드럽고 강한 삭제력을 가지게 될 것이다.

나아가 본 발명에 의한 드릴 비트에서 상기 몸체부의 홈을 제외한 부분을 소정 입자의 다이아몬드 나노파티클로 코팅하는 것도 바람직하다. 이러한 몸체부 표면의 나노파티클은 미세 절삭날 기능을 함으로써 절삭효과를 더욱 높일 수 있다.

이러한 톱니구조나 나노파티클 코팅은 나사산뿐 아니라 드릴 비트의 하부 말단의 치즐에지나 커팅에지에도 도입될 수 있다.

드릴링할 때 마찰열을 최소화하고, 시술 과정 중에서 시술자가 필요에 따라 드릴의 삽입과 후퇴를 손쉽고 빠르게 제어할 수 있도록, 최소한 상기 몸체부의 하부 일부가 아래로 갈수록 지름이 축소되는 테이퍼 구조이거나, 몸체부의 상부와 하부보다 중간부분의 직경이 큰 볼록구조인 것이 바람직하다. 테이퍼 구조의 상단이나 볼록구조의 가장 직경이 큰 부위는 몸체부의 하부 가까이에 위치하는 것이 바람직할 것이다. 도 2a, 2b에 예시된 사진은 몸체부가 볼록구조인 예이다.

도 2c에 제시된 도면과 제작예에 따른 드릴 비트의 실제 사용예를 도 2d에 도시하였다. 이러한 본 발명의 드릴 비트에 의하면 몸체부의 외주면에 소정 크기와 개수의 나선형 홈과 소정 규격의 나사산이 형성되어 있어 매우 균일하고 우수한 절삭력을 가지게 되어 저속으로도 식립공 형성 및 확장이 가능하게 되므로 냉각수에 의한 냉각이 필요하지 않게 된다. 도 2d의 아래 사진에 적색원으로 표시된 부분이 냉각수 공급관인데, 본 발명에 의한 드릴 비트를 사용한 경우 사진에서 볼 수 있듯이 냉각수가 공급되지 않고 따라서 석션관(suction tube)도 없이 시술이 이루어지고 있다. 종래 고속회전 드릴 비트에 의한 시술에서는, 도 2e에 도시한 것처럼 냉각수가 공급되고 석션관이 사용되고 있다.

(2) 골분 내재화용 드릴 비트

또 다른 본 발명은, 핸드피스에 결합되는 연결부, 상기 연결부로부터 연장된 몸체부, 상기 몸체부에 소정의 비틀림각으로 형성된 하나 또는 복수개의 홈을 가지는, 임플란트 식립공 형성 및 확장을 위한 치과 임플란트 시술용 드릴 비트에 있어서, 상기 홈은 상기 몸체부 하부 소정의 높이까지만 형성되어 있는 임플란트 골분 내재화용 드릴 비트에 관한 것이다. 본 발명은 몸체부의 나선형 홈 구조에 초점이 있는 것이다. 따라서 랜드 표면의 구조나 드릴 비트의 하부 말단의 치즐에지나 커팅에지의 구조에는 제한두지 않는다. 필요한 경우 치즐에지나 커팅에지 부분이 톱날형 구조가 되도록 절개홈을 두어 저속에서 작은 힘으로도 효율적인 절삭효과를 가지도록 할 수도 있을 것이다.

상기 몸체부는 하부 일부가 아래로 갈수록 지름이 축소되는 테이퍼 구조이거나, 상부와 하부보다 중간부분의 직경이 큰 볼록구조일 수 있다.

도 3a에 몸체부는 하부 일부가 아래로 갈수록 지름이 축소되는 테이퍼 구조인 드릴 비트의 도면 및 제작예 사진을, 도 3b에 몸체부의 중간부분의 직경이 큰 볼록구조인 드릴 비트의 두 가지 예시적 도면을 첨부하였다. 몸체부의 랜드에 나선형 홈의 형성방향과 같은 방향으로 소정의 나사산이 형성될 수 있는데, 도 3b의 좌측에 예시된 것이 랜드에 나사산이 형성되지 않은 예이고, 우측은 랜드에 나사산이 형성된 예이다.

본 발명의 드릴 비트에서 나선형 홈은 몸체부의 상부 끝까지 확장되지 않고 몸체부의 중간에서 중단되어 있다.

'홈이 소정의 높이까지만 형성'되어 있으므로 드릴 비트가 식립공에 상기 소정의 높이보다 깊게 삽입되었을 때 홈은 식립공 외부와 단절된다. 이때 상기 홈은 상부로 갈수록 홈의 수평단면적이 감소되는 구조 즉, 상부로 갈수록 홈의 폭 또는 깊이, 폭과 깊이가 줄어들어서 홈의 면과 가상의 드릴 외주면(홈에 인접한 랜드면이 연장된 가상의 면)으로 이루어지는 공간이 위상학적으로 상협하광의 구조일 수 있다.

본 발명에서 상기 몸체부는 중간부분의 직경이 큰 볼록구조일 수도 있다. 이때 볼록부위는 몸체부 하부 말단의 커팅에지(cutting edge)에 인접한 것이 바람직하며, 볼록구조는 연속적일 수도 있지만 계단식일 수도 있다.

통상 드릴 비트에서 나선형 홈과 랜드에 형성된 날카롭게 각이진 경계라인이 측벽 절삭날로 작용하며, 이 측벽 절삭날이나 드릴 비트의 하부 말단의 치즐에지(chisel edge) 또는 커팅에지에 의해 절삭된 골분은 나선형 홈을 통해 외부로 배출된다(도 1c 참조).

이러한 통상적인 드릴 비트와는 달리, 본 발명에 의한 드릴 비트는 종래 드릴 비트와는 다르게 몸체부의 하부 소정의 높이까지만 형성되어 있는 홈구조에 의해 식립공 형성과정에서 절삭된 골분이 외부로 배출되지 않고 식립공 측벽의 골 치밀화와 식립공 내부말단(전방)으로 골분 공급 등 골분의 내재화를 유도할 수 있게 된다. 본 발명에 의한 드릴 비트에서 테이퍼 형태의 몸체부 및/또는 상협하광의 홈구조는 골분 내재화 효과를 더욱 높이게 된다.

도 4a를 참조하여 본 발명에 의한 드릴 비트 사용 과정에서 골 치밀화가 이루어지는 과정을 설명한다. 드릴 비트 삽입시 회전방향은 오른나사 삽입방향(시계방향)인 것으로 가정한다. 대조를 위해 위로 개방된 나선형 홈을 가지는 종래 드릴 비트의 식립공 확장과정도 함께 표현하였다.

전단계에서 작은 직경의 드릴 비트에 의해 형성된 식립공에 최대직경(테이퍼 구조 상단 부분의 직경)이 식립공 직경보다 소정 정도 큰 본 발명의 드릴 비트를 진입시킨다. 그러면 측벽 절삭날에 의해 식립공의 측벽이 절삭되고 절삭된 골분들은 홈을 타고 위로 상승한다.(일부 골분이 식립공 바닥에 쌓이지만 드릴 비트가 바닥에 닿으면 결국 홈을 따라 상승함). 그런데 본 발명의 드릴 비트에서 홈이 소정의 높이까지만 형성되어 있으므로 홈을 타고 상승한 골분들은 홈과 식립공 측벽 사이의 공간에 가압축적된다. 이렇게 가압축적된 골분들은 식립공 측벽 해면골의 틈새로 밀려들어가게 된다.(그래도 여전히 남는 골분은 결국 식립공의 내부말단_도면에서는 아래쪽_으로 몰리게 됨) 이에 의해 식립공 형성의 마지막 단계에서 식립공의 확장과 동시에 식립공의 측벽을 치밀화(도면에서 빗금친 부분)하는 효과를 얻을 수 있게 된다.

한편, 오른나사 방향의 홈과 삽입시 시계방향 회전이면 위에 설명한 것처럼 식립공 측벽의 위쪽이 치밀화된다. 홈의 나선방향과 반대로 드릴 비트를 회전시키면서 가압삽입하면 상대적으로 식립공 측벽의 아래쪽이 치밀화된다. 따라서 시술자는 환자의 상태나 환경에 따라서 식립공의 치밀화 위치를 조절할 수 있다.

이에 반하여, 종래의 드릴 비트의 경우(도 4a에서 아래 도면), 전단계에서 형성된 작은 식립공에 식립공의 직경보다 소정 정도 드릴 비트를 진입시킨다. 그러면 측벽 절삭날에 의해 식립공의 측벽이 절삭되고 절삭된 골분들은 홈을 타고 위로 상승하는데, 이때 나선형 홈이 외부로 개방되어 있으므로 골분들은 저항이 훨씬 적은 방향인 외부로 배출된다. 따라서 종래 드릴 비트는 식립공 추가절삭에 의한 확장 기능만 있을 뿐 식립공 측벽을 치밀화하는 효과는 나타낼 수 없다.

본 발명에 의한 드릴 비트의 사용 편의성을 위해 최소한 상기 몸체부 하부 테이퍼 구조 부위 전부 또는 하부 일부의 랜드(land)에 소정 규격의 나사산이 형성될 수도 있다. 이때 상기 나사산은 부분적으로 절단되어 단락져 있는 것이 바람직하다. 또한 상기 나사산은 다이아몬드 나노파티클로 코팅될 수 있다. 나사산의 부분적 절단, 나노파티클 코팅의 작용효과는 위 (1)에서 충분히 설명한 바 있다.

본 발명에 의한 드릴 비트를 이용하는 경우 상악동거상술을 대체하거나, 상악동막 파열사고를 예방할 수 있음을 모델 실험과 임상을 통해 확인하였다.

상부 치조골 및 상악동막에 대응되는 구조를 가지는 상악동거상술 실습용 모델(사이너스 실습용 모델)에서 본 발명에 의한 드릴 비트를 이용하여 직접 식립공을 형성하는 테스트를 진행하였다. 그 과정과 결과 사진을 도 4b에 도시하였는데, 사진에서 볼 수 있듯이, 드릴의 첨단부의 전방으로 골분이 먼저 상악동 쪽으로 밀려나면서 드릴의 첨단부를 '덮는 효과'가 있어서 드릴에 의한 모델의 상악동막에 손상이 발생하지 않았고, 식립공이 천공된 부분(사진에서 화살표 지시 부분)이 위로 볼록 솟아오르고 그 사이에 골분이 채워지는 '자가 골분 이식 효과'를 확인할 수 있다.

본 발명에 의한 드릴 비트를 이용하여 실제 윗니 임플란트를 위한 식립공을 형성하고 상악동막을 천공하지 아니하고 막 거상후 삭제된 골분이 상악동막하와 식립공주변으로 채워져 픽스쳐를 삽입한 사례의 X-선 파노라마사진을 도 4c에, 방사선 CT 사진을 도 4d에 도시하였다. X-선 파노라마사진은 밀도가 높을수록 검게, 방사선CT 사진은 반대로 밀도가 높을수록 하얗게 나타난다. 도면에서 볼 수 있듯이, 식립공 형성시 들어 올려졌던 상악동막 아래에 이식되었던 골분이 안정적으로 정착되었고 식립공의 측벽과 저면 부위(도면에서는 픽스쳐에 인접한 부위)의 골밀도가 높은데, 이는 본 발명에 의한 드릴 비트를 활용하여 식립공을 형성하는 경우 절삭된 자가 골분이 내재화되어 식립공의 측벽과 저면이 치밀화된다는 것을 보여주는 것이다.

반면에, 홈이 상부까지 개방되어 형성된 종래 통상의 임플란트 드릴 비트를 사용한 예로, 뼈 모델에 형성한 식립공의 사진(https://www.guident.net/articles/implantology/AN-ANSWER-TO-THIN-ALVEOLAR-BONE:-OSSEODENSIFICATION.html)을 도 4e에, 상악동거상술을 시행하고 픽스쳐를 삽입한 방사선 CT 사진을 도 4f에 도시하였다.

도 4e에서 볼 수 있듯이, 종래 드릴 비트를 사용한 경우 식립공의 측벽이나 전방(바닥 부분)이 전혀 치밀화되지 않으며, 도 4f에서 픽스쳐에 인접한 측벽과 저면 부위에 밀도가 높음을 시사하는 하얀 실루엣이 없어 실제 임상에서도 골밀도가 증가하는 현상이 발생하지 않음을 알 수 있다.

10. 연결부
20. 몸체부
21. 홈 22. 랜드 23. 하부말단
24. 나사산 25. 절개홈

Claims (9)

1. 핸드피스에 결합되는 연결부, 상기 연결부로부터 연장된 몸체부, 상기 몸체부에 소정의 비틀림각으로 형성된 하나 또는 복수개의 홈을 가지는, 임플란트 식립공 형성 및 확장을 위한 치과 임플란트 시술용 드릴 비트에 있어서,
   상기 몸체부 랜드(land)의 일부 또는 전부에 소정 규격의 나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 저속 회전형 드릴 비트.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   최소한 상기 몸체부의 하부 일부가 아래로 갈수록 지름이 축소되는 테이퍼 구조이거나,
   몸체부의 상부와 하부보다 중간부분의 직경이 큰 볼록구조인 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 저속 회전형 드릴 비트.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 몸체부의 하부 말단 치즐에지(chisel edge), 커팅에지(cutting edge) 및 나사산은 부분적으로 절단되어 톱니형상인 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 저속 회전형 드릴 비트.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 몸체부는 다이아몬드 나노파티클로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 임플란트 시술용 저속 회전형 드릴 비트.
   
5. 핸드피스에 결합되는 연결부, 상기 연결부로부터 연장된 몸체부, 상기 몸체부에 소정의 비틀림각으로 형성된 하나 또는 복수개의 홈을 가지는, 임플란트 식립공 형성 및 확장을 위한 치과 임플란트 시술용 드릴 비트에 있어서,
   상기 홈은 상기 몸체부의 하부 소정의 높이까지만 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 임플란트 골분 내재화용 드릴 비트.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 홈은 상부로 갈수록 수평 단면적이 감소되는 것을 특징으로 하는 임플란트 골분 내재화용 드릴 비트.
   
7. 청구항 5 또는 6에 있어서,
   최소한 상기 몸체부의 하부 일부가 아래로 갈수록 지름이 축소되는 테이퍼 구조이거나,
   몸체부의 상부와 하부보다 중간부분의 직경이 큰 볼록구조인 것을 특징으로 하는 임플란트 골분 내재화용 드릴 비트.
   
8. 청구항 5 또는 6에 있어서,
   최소한 상기 몸체부 하부 테이퍼 구조 부위 전부 또는 하부 일부의 랜드에 소정 규격의 나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 임플란트 골분 내재화용 드릴 비트.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 나사산은 부분적으로 절단되어 단락져 있는 것을 특징으로 하는 임플란트 골분 내재화용 드릴 비트.