KR101406047B1 - 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 픽스처와, 지대주와, 크라운을 포함하는 치과용 임플란트 보철물 제조방법에 있어서, 상기 지대주는 상기 픽스처에 끼움결합되는 체결부와, 상기 체결부 위쪽으로 일체로 형성되며 잇몸과 접촉하게 되는 하부지대주와, 크라운이 결합되는 상부지대주가 일체로 형성되며, 상기 지대주는 소재를 가공하여 제조하되, 상기 하부지대주는 개별 치아의 자연치아 형상에서 도출된 형상군에서 선택된 형상으로 결정하고, 상기 상부지대주는 크라운의 접촉 라인인 마진을 챔퍼 외곽라인으로 설정하고, 상기 챔퍼 외곽라인으로부터 일정 범위의 폭과 일정 범위의 각도를 가지도록 챔퍼면을 설정한 후, 상기 챔퍼면에서 원추형으로 돌출된 형태의 테이퍼를 설정함으로써 상부지대주의 형상을 결정하고, 상기 결정된 형상데이터를 이용하여 상기 지대주를 절삭가공하여 제조하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법을 제공한다.

Description

맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF CUSTOMIZED DENTAL IMPLANT}

본 발명은 치조골에 식립되는 픽스처와, 상기 픽스처에 체결되는 지대주와, 상기 지대주의 상부에 결합되는 크라운을 포함하는 치과용 임플란트 보철물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 치과용 임플란트 보철물을 정밀가공을 이용하여 맞춤형으로 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 임플란트 (implant)는 원래 인체조직이 상실되었을 때, 회복시켜 주는 대치물을 의미하지만, 치과에서는 인공으로 만든 치아 대체물을 식립하는 것을 말한다. 상실된 치근(뿌리)을 대신할 수 있도록 인체에 거부 반응이 없는 티타늄(titanium)등으로 만든 치근을 이가 빠져나간 치조골에 심은 뒤, 인공치아를 고정시켜 치아의 기능을 회복하도록 하는 시술이다.

일반 보철물이나 틀니의 경우, 시간이 지나면 주위 치아와 뼈가 상하지만 치과용 임플란트 보철물은 주변 치아조직을 상하지 않게 하며, 자연 치아와 기능이나 모양이 같으면서도 충치가 생기지 않으므로 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한 치과용 임플란트 보철물은 단일 결손치 수복은 물론이거니와 부분 무치아 및 완전 무치아 환자에게 의치의 기능을 증진시키고 치아보철 수복의 심미적인 면을 개선시킨다. 나아가 주위의 지지골 조직에 가해지는 과도한 응력을 분산시킴은 물론 치열의 안정화에 도움을 준다.

이와 같이 치과에서 행하는 치과용 임플란트 보철물 시술은 잇몸뼈, 즉 치조골에 픽스처를 매식하는 수술과정과, 심겨진 픽스처에 어버트먼트를 연결하여 치아 대체물을 장착하는 보철과정으로 구분된다.

이러한 치과용 임플란트 보철물의 시술법은 다양하게 있을 수 있는데 그 중 일 예에 대하여 설명하면 다음과 같다. 이하에서 설명되는 치과용 임플란트 보철물 시술법은, 보철과정에서 인상을 채득할 때 구강 내에서 인상 코핑(Impression Coping)을 연결하여 구강 내의 모델을 완성하는 픽스처 레벨 임프레션(Fixture Level Impression) 방법이다.

우선, 치조골에 드릴링(drilling) 및 탭핑(tapping) 과정을 거쳐 픽스처(Fixture) 치수에 부합하는 홈을 형성하고, 픽스처 상부에 마운트(Mount)를 체결한다. 그리고 나서 수술용 핸드 피스를 이용하여 픽스처와 마운트를 치조골에 매식한 다음 마운트를 픽스처에서 제거함으로써, 치조골에 픽스처를 매식하게 된다.

그리고 픽스처의 상부에 덮개 나사를 체결하여 픽스처를 봉합함으로써 1차 수술이 완료된다.

덮개 나사는 픽스처의 골융합을 기다리는 동안 구강 내에 존재하는 세균 및 이물질이 픽스처의 내부로 침입하는 것을 차단한다. 골융합 기간은 환자의 골질과 매식 위치에 따라 다소 상이하지만, 일반적으로 3개월 내지 6개월이 소요된다.

이어서, 2차 수술을 통해 잇몸을 열어 덮개 나사를 노출시킨 후 픽스처의 골융합 정도를 확인하고 덮개 나사를 제거한다. 그리고 심미적인 잇몸 형성을 위해 치유 어버트먼트(Healing Abutment)를 픽스처의 상부에 체결하고, 2주 내지 3주 동안 기다린다. 근래에는 이러한 2차 시술법의 복잡성을 개선하기 위해, 덮개 나사를 체결 및 제거하는 과정을 생략하고, 바로 치유 어버트먼트를 체결하는 1차 시술법이 사용되기도 한다.

다음으로, 심미적인 잇몸 형성을 확인한 후 치유 어버트먼트를 제거하고, 보철물 제작을 위해 인상 코핑을 픽스처 상부에 체결한다. 이어서 인상재를 사용하여 구강 내에서 예비 인상을 채득하고 인상 코핑을 제거한다.

이후, 치아 모형을 제작하고 인공치아 즉 인공치관을 가공한 후 픽스처 상부에 어버트먼트(Abutment)를 체결하고, 어버트먼트 위에 상부 보철물(즉 크라운)을 고정하여 임플란트 보철물을 완성한다.

본 발명의 목적은 기공사의 기능에 의존하지 않고 일정한 수준의 품질을 유지할 수 있는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 맞춤형으로 제조하여 부작용을 감소시킬 수 있는 치과용 임플란트 보철물 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명은 픽스처와, 지대주와, 크라운을 포함하는 치과용 임플란트 보철물 제조방법에 있어서,

상기 지대주는 상기 픽스처에 끼움결합되는 체결부와, 상기 체결부 위쪽으로 일체로 형성되며 잇몸과 접촉하게 되는 하부지대주와, 크라운이 결합되는 상부지대주가 일체로 형성되며,

상기 지대주는 소재를 절삭가공하여 제조하되, 상기 하부지대주는 개별 치아의 자연치아 형상에서 도출된 형상군에서 선택된 형상으로 결정하고, 상기 상부지대주는 크라운과의 접촉 라인인 마진을 챔퍼 외곽라인으로 설정하고, 상기 챔퍼 외곽라인으로부터 일정 범위의 폭과 일정 범위의 각도를 가지도록 챔퍼면을 설정한 후, 상기 챔퍼면에서 원추형으로 돌출된 형태의 테이퍼를 설정함으로써 상부지대주의 형상을 결정하고, 상기 결정된 형상데이터를 이용하여 상기 지대주를 절삭가공하여 제조하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법을 제공한다.

상기 형상군은 구치용 형상군, 절치용 형상군 및 견치용 형상군을 포함하며,

상기 구치용 형상군은 소구치용과 대구치용으로 구별되며, 상기 소구치용 하부지대주의 형상은 좌우폭과 전후폭이 1:1.17의 비율이고, 상기 대구치용 하부지대주의 형상은 좌우폭과 전후폭이 1:1.07의 비율인 것이 바람직하고,

상기 절치용 형상군은 중절치용과 측절치용으로 구별되며, 상기 중절치용 하부지대주의 형상은 좌우폭과 전후폭이 1:0.93의 비율이고, 상기 측절치용 하부지대주의 형상은 좌우폭과 전후폭이 1:1.4의 비율인 것이 바람직하고,

상기 견치용 형상군은 좌우폭과 전후폭이 1:0.84의 비율인 것이 바람직하다.

또한, 상부지대주의 형상에 있어서 상기 챔퍼면의 폭은 0.1~2mm 범위이고, 챔퍼면의 각도는 45~60도 범위인 것이 바람직하다.

상기 테이퍼는 테이퍼 각이 2~10도 범위를 가지도록 설정되며, 상기 챔퍼면과 상기 테이퍼의 계면은 곡률 반경(CR) 1.0~1.5mm 의 곡면으로 형성되며,

상기 챔퍼면과 상기 테이퍼의 계면은 곡면으로 형성되며, 곡률 반경(CR)은 절삭 툴 반경의 100~150% 범위인 것이 바람직하다.

한편, 상기 테이퍼의 상부면 모서리는 곡률 반경(TR) 1.0~1.5mm 의 곡면으로 형성되는 것이 바람직하고,

상기 테이퍼의 상부면 모서리는 곡면으로 형성되며, 곡률 반경(TR)은 절삭 툴 반경의 100~150% 범위인 것이 바람직하다.

아울러, 상기 테이퍼의 상부면은 크라운의 최소두께가 0.3mm 이상을 확보한 상태에서, 크라운 상부의 체적이 감소될 수 있도록 하는 돌기를 구비하는 형태로 제조할 수도 있다.

본 발명은 치과용 임플란트 보철물의 내구성 확보에 중요한 역할을 수행하게 되는 지대주의 형상을 자연치아의 평균적인 형상과 발치한 환자의 치아로부터 도출하고, 이를 정밀 절삭가공을 통해 제조할 수 있는 방법을 제공함으로써 치과용 임플란트 보철물의 내구성을 향상시키고 부작용을 감소시킬 수 있는 효과를 가져온다.

도 1은 치과용 임플란트 보철물의 외형과 내부구조를 모식적으로 나타낸 도면,
도 2는 소구치용 하부지대주 형상만을 나타낸 사시도,
도 3은 소구치용 하부지대주의 단면 형상을 나타낸 도면,
도 4는 대구치용 하부지대주 형상만을 나타낸 사시도,
도 5는 대구치용 하부지대주의 단면 형상을 나타낸 도면,
도 6은 중절치용 하부지대주 형상만을 나타낸 사시도,
도 7는 중절치용 하부지대주의 단면 형상을 나타낸 도면,
도 8은 측절치용 하부지대주 형상만을 나타낸 사시도,
도 9는 측절치용 하부지대주의 단면 형상을 나타낸 도면,
도 10은 견치용 하부지대주 형상만을 나타낸 사시도,
도 11은 견치용 하부지대주의 단면 형상을 나타낸 도면,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 맞춤형 지대주의 외관 형상을 나타낸 도면,
도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 정밀 가공을 이용한 맞춤형 지대주의 주요부분을 표시한 도면,
도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 정밀 가공을 이용한 맞춤형 지대주의 챔퍼면의 각도를 나타낸 것으로 도 13의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면,
도 15는 본 발명의 제1실시예에 따른 정밀 가공을 이용한 맞춤형 지대주의 테이퍼 상부면의 테이퍼 곡률을 나타낸 것으로 도 13의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면,
도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 정밀 가공을 이용한 맞춤형 지대주의 주요부분을 표시한 도면임.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 정밀가공을 이용한 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법에 관하여 상세하게 설명한다.

도 1은 치과용 임플란트 보철물의 외형과 내부구조를 모식적으로 나타낸 도면이다.

도시한 바와 같이, 치과용 임플란트 보철물은 치조골에 삽입되는 픽스처(110)와, 상기 픽스처에 체결되는 지대주(120)와, 상기 지대주(120)를 감싸며 최종 치과용 임플란트 보철물의 외형을 형성하는 크라운(130)을 포함한다.

도면에서 일점쇄선 아래부분은 단면을 나타낸 것이고, 일점쇄선 윗부분은 측면을 모식적으로 나타낸 것이다.

픽스처(110)는 다양한 회사에서 다양한 형태의 제품들이 출시되고 있으며, 본 발명에서 픽스처(110)는 범용적으로 사용되는 픽스처를 사용할 수 있다.

지대주(120)는 3부분으로 나눌수 있다.

먼저 픽스처(110)에 끼움결합되는 체결부(120a)가 있다. 체결부(120a)의 형상은 사용되는 픽스처(110)에 대응하는 형상으로 결정된다.

다음으로, 체결부(120a) 위쪽에 일체로 형성되며 잇몸에 의해 둘러 싸여지는 하부지대주(120b)가 있다. 본 발명은 하부지대주(120b)의 형상을 개별 치아의 자연치아 형상에서 도출된 형상군에서 선택하는 것을 특징으로 한다.

형상군은 구치용 형상군, 절치용 형상군 및 견치용 형상군으로 구분할 수 있으며, 각 형상군의 형상의 특징에 관해서는 후술한다.

다음으로, 하부지대주(120b)의 위쪽에 일체 형성되며 크라운(130)과 결합하는 상부지대주(120c)가 있다. 상부지대주(120c)의 형상은 크라운(130)의 어뎁테이션에 중요한 영향을 미치며 교합시 압력 분산과 내구성에 큰 영향을 미치게 된다.

상부지대주(120c)의 형상에 따라 크라운(130) 내면의 형상이 결정된다.

크라운(130)의 외형은 환자의 발치한 치아 형상과 교합하는 대합치의 형상 등을 이용하여 결정된다.

크라운(130)은 심미적인 측면과 기능적인 측면을 고려하여, 금(Au)을 포함하는 귀금속 합금이나 금을 포함하지 않는 비귀금속 또는 준귀금속 합금으로 제작하거나, 세라믹 재질로 제작하거나, 귀금속, 비귀금속 또는 준귀금속과 세라믹을 함께 사용하는 등 다양한 치과용 재료를 이용하여 제작할 수 있다.

그리고 크라운(130)의 내면 형상은 지대주의 외형에 대응하는 형상으로 제작된다.

상부지대주(120c)의 외면과 크라운(130)의 접촉 라인을 마진(M)이라 하는데, 마진(M)은 상부지대주(120c)와 하부지대주(120b)의 경계선이 된다.

마진은 치과용 임플란트 보철물의 주변을 감싸는 잇몸의 가장 높은 지점들을 연결한 가상선을 기준으로, 가상선의 위쪽 또는 아래쪽에 위치할 수 있으며, 대략적인 마진의 위치는 개별 환자의 치아 상태에 따라서 치과 의사가 기준선의 몇mm 아래 또는 몇mm 위로 주문하기도 한다.

먼저, 하부지대주의 형상에 관하여 살펴본다.

하부지대주의 형상은, 상술한 바와 같이 구치용 형상군, 절치용 형상군 및 견치용 형상군에서 선택된다.

개별 치아 별로 표준화된 형상을 데이터베이스화하여 하부지대주의 형상을 선택하여 적용하도록 함으로써 개별 치아에 적합한 최적은 하부지대주 형상을 제공하기 위한 것이다.

구치용 형상군은 다시 대구치용과 소구치용으로 나눌 수 있다.

도 2는 소구치용 하부지대주 형상만을 나타낸 사시도이고, 도 3은 소구치용 하부지대주의 단면 형상을 나타낸 것이다.

도 2에서 도시의 편의상 체결부와 상부지대주의 형상을 생략하고 하부지대주의 형상만을 나타내었다.

중앙의 체결홀부(H)는 지대주(120)를 픽스처(110)에 스크류(115)로 체결하기 위하여 형성된 것이다.

상기 하부지대주의 단면에, x축과 y축의 기준축을 형성한다. 상기 x축과 y축은 체결홀부(H)의 중앙을 교차점으로 한다. x축은 구강 외측을 따르고, y축은 x축과 직교되도록 형성된다.

상기 소구치용 하부지대주의 좌우폭(Wb)과 전후폭(Wa)은 1:1.17의 비율로 형성되는 것이 좋다.

여기서, 상기 좌우폭(Wb)은 y축을 따르고, 상기 전후폭(Wa)은 x축을 따른다.

예시적으로, 상기 소구치용 하부지대주의 좌우폭(Wb)은 5.8mm이고, 상기 전후폭(Wa)은 6.8mm로 형성될 수 있다.

따라서, 소구치용의 하부지대주의 형상은 상면부를 기준으로 전후폭(Wa)이 좌우폭(Wb)보다 넓게 형성되어, 소구치의 잇몸부에서 구강의 전후방측으로 더 넓게 형성될 수 있다. (Wa > Wb)

여기서, 상기 전후폭(Wa)은 x축을 따르고 y축을 경계로 좌우측으로 제 1폭(W1)과 제 2폭(W2)으로 형성된다.

상기 제 1폭(W1)은 후면부(R)로부터 y축까지의 폭이고, 상기 제 2폭(W2)은 전면부(F)로부터 y축까지의 폭이다.

상기 제 1폭(W1)은 구강 내측을 따르고, 상기 제 2폭(W2)은 구강 외측을 따를 수 있다.

상기 제 1폭(W1)과 제 2폭(W2)은 1:0.94의 비율로 형성되는 것이 좋다.

예시적으로, 상기 제 1폭(W1)은 3.5mm 이고, 상기 제 2폭(W2)은 3.3mm 일 수 있다.

본 발명에 따르는 상기 좌우폭(Wb)과 전후폭(Wa)의 비율 및 치수 또는 사이즈(mm)는 일정의 오차범위를 포함할 수 있고, 이는 인종별 또는 국가별 및, 연령별에 따라 가변 설정되어 표준화될 수 있다.

상기의 오차범위는 가공상의 오차범위일 수 있고, 이는 0.1 mm 인 것이 좋다.

도 4는 대구치용 하부지대주 형상만을 나타낸 사시도이고, 도 5는 대구치용 하부지대주의 단면 형상을 나타낸 것이다.

대구치용 하부지대주의 경우 좌우폭(Wb)과 전후폭(Wa)은 1:1.07의 비율로 형성되는 것이 좋다.

여기서, 상기 좌우폭(Wb)은 y축을 따르고, 상기 전후폭(Wa)은 x축을 따른다.

예시적으로, 상기 힐링 지대주 몸체(300)의 좌우폭(Wb)은 7.3mm이고, 상기 전후폭(Wa)은 7.8mm로 형성될 수 있다.

따라서, 대구치용의 하부지대주의 형상은 상면부를 기준으로 전후폭(Wa)이 좌우폭(Wb)보다 넓게 형성되어, 대구치의 잇몸부에서 구강의 전후측으로 더 넓게 형성될 수 있다.

상기 제 1폭(W1)과 제 2폭(W2)은 1:0.95의 비율로 형성되는 것이 좋다.

예시적으로, 상기 제 1폭(W1)은 4.0mm 이고, 상기 제 2폭(W2)은 3.8mm 일 수 있으며, 오차범위는 0.1 mm 인 것이 바람직하다.

다음으로 절치용 형상군을 살펴본다.

절치용 형상군은 다시 중절치용과 측절치용으로 나눌 수 있다.

도 6은 중절치용 하부지대주 형상만을 나타낸 사시도이고, 도 7는 중절치용 하부지대주의 단면 형상을 나타낸 것이다.

중절치용 하부지대주는 구강 내측을 향하는 후면부(R)와, 구강 외측을 향하는 전면부(F)와, 상기 후면부(R)와 전면부(F)를 잇는 한 쌍의 측면부(S)를 포함한다.

중절치용 하부지대주는 구강 내측을 따라 볼록하게 형성되며, 구강 내측을 따라 폭이 점진적으로 넓어지도록 형성된다. 이는 중절치의 치아 단면 형상과 일정 비율로 유사하게 형성하기 위함이다

중절치용 하부지대주는 전후폭(Wa)은 좌우폭(Wb)보다 좁은 형상을 가진다.

여기서, 상기 전후폭(Wa)은 상기 후면부(R)와 전면부(F) 사이의 폭이고, 상기 좌우폭(Wb)은 상기 한 쌍의 측면부(S) 사이의 폭이다.

도 7을 참조 하면, 중절치용 하부지대주의 평면 형상에, x축과 y축의 기준축을 형성한다. 상기 x축과 y축은 체결홀부(H)의 중앙을 교차점으로 한다. x축은 구강 외측을 따르고, y축은 x축과 직교되도록 형성된다.

중절치용 하부지대주의 좌우폭(Wb)과 전후폭(Wa)은 1:0.93의 비율로 형성되는 것이 좋다.

여기서, 상기 좌우폭(Wb)은 y축을 따르고, 상기 전후폭(Wa)은 x축을 따른다.

예시적으로 좌우폭(Wb)은 6.1mm이고, 상기 전후폭(Wa)은 5.7mm로 형성될 수 있다.

중절치용의 힐링 지대주(1)는 상면부를 기준으로 전후폭(Wa)이 좌우폭(Wb)보다 좁게 형성되어, 중절치의 잇몸부에서 구강의 좌우측으로 더 넓게 형성되는 것이다.

여기서, 전후폭(Wa)은 x축을 따르고 y축을 경계로 좌우측으로 제 1폭(W1)과 제 2폭(W2)으로 형성된다.

상기 제 1폭(W1)은 후면부(R)로부터 y축까지의 폭이고, 상기 제 2폭(W2)은 전면부(F)로부터 y축까지의 폭이다.

상기 제 1폭(W1)은 구강 내측을 따르고, 상기 제 2폭(W2)은 구강 외측을 따를 수 있다.

상기 제 1폭(W1)과 제 2폭(W2)은 1:1.8의 비율로 형성되는 것이 좋다.

예시적으로, 상기 제 1폭(W1)은 2.75mm 이고, 상기 제 2폭(W2)은 2.95mm 일 수 있다.

도 8은 측절치용 하부지대주 형상만을 나타낸 사시도이고, 도 9는 측절치용 하부지대주의 단면 형상을 나타낸 것이다.

측절치용 하부지대주의 좌우폭(Wb)과 전후폭(Wa)은 1:1.4의 비율로 형성되는 것이 좋다.

여기서, 상기 좌우폭(Wb)은 y축을 따르고, 상기 전후폭(Wa)은 x축을 따른다.

예시적으로, 상기 힐링 지대주 몸체(300)의 좌우폭(Wb)은 5.0mm이고, 상기 전후폭(Wa)은 5.2mm로 설정할 수 있다.

전후폭(Wa)이 좌우폭(Wb)보다 넓게 형성되어, 측절치의 잇몸부에서 구강의 전후측으로 더 넓게 형성될 수 있다.

여기서, 전후폭(Wa)은 x축을 따르고 y축을 경계로 좌우측으로 제 1폭(W1)과 제 2폭(W2)으로 형성된다.

상기 제 1폭(W1)은 후면부(301)로부터 y축까지의 폭이고, 상기 제 2폭(W2)은 전면부(302)로부터 y축까지의 폭이다.

상기 제 1폭(W1)은 구강 내측을 따르고, 상기 제 2폭(W2)은 구강 외측을 따를 수 있다.

상기 제 1폭(W1)과 제 2폭(W2)은 1:1.04의 비율로 형성될 수 있다.

예시적으로, 상기 제 1폭(W1)은 2.55mm 이고, 상기 제 2폭(W2)은 2.65mm 로 설정될 수 있다.

다음으로, 견치용 하부지대주 형상에 관하여 살펴본다.

도 10은 견치용 하부지대주 형상만을 나타낸 사시도이고, 도 11은 견치용 하부지대주의 단면 형상을 나타낸 것이다.

견치용 하부지대주의 형상은 구강 내측을 향하는 후면부(R)와, 구강 외측을 향하는 전면부(F)와, 상기 후면부(R)와 전면부(S)를 잇는 한 쌍의 측면부(S)를 포함한다.

견치용 하부지대주는 구강 내측을 따라 볼록하게 형성되며, 구강 내측을 따라 폭이 점진적으로 넓어지도록 형성되는데 이는 견치의 치아 단면 형상과 일정 비율로 유사하게 형성하기 위함이다.

특히, 상기 한 쌍의 측면부(S)는 전면부(F)에서 후면부(R) 측을 따라 즉, 구강 내측을 따라 폭이 점진적으로 좁아지되, 끝단이 둥근 뾰족한 형상으로 형성된다.

견치용 하부지대주의 형상에 있어서, 전후폭(Wa)은 좌우폭(Wb)보다 크게 형성되도록 형성된다.

여기서, 상기 전후폭(Wa)은 상기 후면부(R)와 전면부(F) 사이의 폭이고, 상기 좌우폭(Wb)은 상기 한 쌍의 측면부(S) 사이의 폭이다.

견치용 하부지대주의 평면형상에, x축과 y축의 기준축을 형성한다. 상기 x축과 y축은 체결홀부(H)의 중앙을 교차점으로 한다. x축은 구강 외측을 따르고, y축은 x축과 직교되도록 형성된다.

견치용 하부지대주의 단면 형상에서 좌우폭(Wb)과 전후폭(Wa)은 1:0.84의 비율로 형성되는 것이 좋다.

여기서, 상기 좌우폭(Wb)은 y축을 따르고, 상기 전후폭(Wa)은 x축을 따른다.

예시적으로, 상기 힐링 지대주 몸체(100)의 좌우폭(Wb)은 5.3mm이고, 상기 전후폭(Wa)은 6.3mm로 형성된다.

전후폭(Wa)이 좌우폭(Wb)보다 넓게 형성되어, 견치의 잇몸부에서 구강의 전후방측으로 더 넓게 형성될 수 있다

전후폭(Wa)은 x축을 따르고 y축을 경계로 좌우측으로 제 1폭(W1)과 제 2폭(W2)으로 형성된다.

상기 제 1폭(W1)은 후면부(R)로부터 y축까지의 폭이고, 상기 제 2폭(W2)은 전면부(F)로부터 y축까지의 폭이다.

상기 제 1폭(W1)은 구강 내측을 따르고, 상기 제 2폭(W2)은 구강 외측을 따를 수 있다.

상기 제 1폭(W1)과 제 2폭(W2)은 서로 동일 비율로 형성되는 것이 좋다.

예시적으로, 상기 제 1폭(W1)과 상기 제 2폭(W2)은 3.15mm 일 수 있다.

본 발명에 따르는 상기 좌우폭(Wb)과 전후폭(Wa)의 비율 및 치수 또는 사이즈(mm)는 일정의 오차범위를 포함할 수 있고, 이는 인종별 또는 국가별 및, 연령별에 따라 가변 설정되어 표준화될 수 있다.

상기의 오차범위는 가공상의 오차범위일 수 있고, 이는 0.1 mm 범위인 것이 바람직하다.

다음으로, 상부지대주의 형상에 관하여 살펴본다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 맞춤형 지대주의 외관 형상을 나타낸 도면이다.

상술한 바와 같이, 지대주(120)는 잇몸의 내부로 삽입되는 하부지대주(120b)와, 잇몸의 외부로 돌출되는 상부지대주(120c)를 포함하는데, 상부지대주(120c)는 크라운(130)으로 감싸지게 된다.

상부지대주(120c)는 크라운(130)과 용이하게 결합하여야 하고, 견고하게 결합하여야 한다.

동일한 형상의 치과용 임플란트 보철물을 제조할 때, 상부지대주(120c)의 체적이 증가하면 크라운(130)의 체적이 감소하고, 반대로 상부지대주(120c)의 체적이 감소하면 크라운(130)의 체적이 증가하게 되는데, 상술한 바와 같이 크라운(130)의 체적 증가는 원가와 가공성의 측면에서 불리하게 되므로, 가능한 상부지대주(120c)의 체적을 크게 하는 것이 더 좋다. 또한 상부지대주(120c)가 크라운보다 상대적으로 높은 강도를 가지므로, 상부지대주(120c)의 체적을 크라운의 형태와 정상적인 기능구성이 가능한 최소 두께에 맞춰 제작할 경우에 강도와 내구성의 측면에서 유리해 진다.

본 발명은 결합의 용이성과 결합력의 확보, 그리고 원가 절감의 측면에서 유리한 지대주 형상을 제조하는 방법을 제안한다.

본 발명은 정밀 가공으로 지대주(120)를 제작하여 치과용 임플란트 보철물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 지대주(120)의 재질로는 가공성과 강도를 고려하여 티타늄(Ti)과 같은 금속, 세라믹 또는 합성수지 등의 재질을 사용할 수 있다.

지대주(120)를 티타늄 또는 티타늄 합금 재질로 제조하는 경우, 전체 표면에 TiN 코팅층을 구비하면 더욱 바람직하다.

TiN 코팅층은 골드(Gold) 색상을 가지고 있어, 심미성이 우수할 뿐 아니라 Ti에 비하여 강도와 경도가 높으며, 내식성이 우수한 특징을 가진다.

TiN 코팅층은 스퍼터링 및 아크 플라즈마 방법 등을 이용하여 형성할 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 상부지대주(120c)는 크라운(130)의 하단면과 면착하게 되는 환형의 챔퍼면(122)과, 상기 챔퍼면(122)의 내측에서 원추형으로 돌출 형성된 테이퍼(124)를 포함한다. 여기서 환형이라 함은 원형과 타원형 보다 넓은 폐곡선 형태를 의미한다.

챔퍼면(122)은 챔퍼면의 외곽라인에 해당하는 마진(M)과 챔퍼 내측라인(122b)에 의해서 구획되는 환형의 곡면이다.

챔퍼면(122)은 크라운(130)의 하단면과 면착되며 연결되는 것으로 일정 범위의 폭과 일정 범위의 각도를 가지는 것이 바람직하다.

테이퍼(124)는 상부로 갈수록 단면적이 좁아는 원추형의 형상을 가지는데, 이는 크라운(130)이 상부지대주(120c)의 위에서 아래로 끼워지는 형태로 결합되기 때문에, 크라운(130)과 상부지대주(120c)의 결합을 용이하게 하기 위해서이다.

테이퍼(124)의 중심축(TC)와 테이퍼의 측면(TS)이 이루는 각도를 테이퍼 각(TA)이라 하는데, 테이퍼 각(TA)은 2~10도 범위인 것이 바람직하다.

테이퍼 각(TA)이 2도 미만이면, 크라운(130)을 끼울 때 과도한 힘이 필요하게 되거나, 크라운(130)이 완전히 끼워지지 않는 문제점이 발생할 가능성이 높아지며,

테이퍼 각(TA)이 10도를 초과하게 되면, 상부에서 크라운(130)이 차지하는 체적이 커져, 불필요하게 원가가 상승하게 되며, 크라운과의 결합력이 낮아지는 문제점이 발생한다.

도 13은 본 발명의 제1실시예에 따른 정밀 가공을 이용한 맞춤형 지대주의 주요부분을 표시한 도면이다.

제1실시예는 테이퍼의 상부를 평평하게 형성함으로써, 가공에 소요되는 시간과 비용을 절감한 보급형 지대주를 나타낸 것이다.

마진(M)과, 챔퍼 내측라인(122b)에 의해서 구획되는 챔퍼면(122)은 그 폭과 두께가 중요 변수이다. 챔퍼면(122)은 크라운으로부터 하중을 전달받아 분산시키는 부분으로 내구성에 큰 영향을 미치는 부분이다.

챔퍼면(122)의 폭(CL)은 마진(M)과 챔퍼 내측라인(122b) 사이의 수평거리를 의미하는 것인데, 챔퍼면(122)의 폭에 의하여 크라운(130) 하단의 두께가 결정된다.

챔퍼면(122)의 폭(CL)이 1mm 인 경우, 크라운(130) 하단의 두께가 1mm 에 대응하여야 한다. 여기서 대응한다는 것의 의미는 동일하거나 접착제의 도포를 위한 간극만큼 적어야 한다는 것을 의미한다. 예를 들어 접착제 도포를 위한 간극으로 0.1m 를 설정한 경우라면, 크라운(130) 하단의 두께는 0.9mm가 되는 것이다.

구체적으로 챔퍼면(122)의 폭(CL)은 0.1~2mm 범위인 것이 바람직하다. 챔퍼면(122)의 폭(CL)이 0.1mm 미만인 경우 크라운 하단의 두께가 좁아져서 크라운 하단과 챔퍼면(122)의 면착 면적이 좁아 결합력이 약하고, 크라운의 하중을 제대로 분산시키지 못하게 된다.

반대로 챔퍼면(122)의 폭(CL)이 2mm를 초과하게 되면 크라운 하단의 두께가 불필요하게 두꺼워 지므로 원가가 상승하게 되며, 포셀린을 이용한 빌드업 진행 시 사용되는 포셀린의 양이 많아지고 소성 시 크랙이 발생할 수 있는 단점이 있다. 또한 포셀린의 빌드업 두께가 과다하면 교합에 의한 파절 가능성이 높아진다. 그리고 주조를 통한 금속 크라운 제작시 금속의 내부온도가 상승해서 금속의 물성 저하가 발생할 우려가 있다.

도 14는 본 발명의 제1실시예에 따른 정밀 가공을 이용한 맞춤형 지대주의 챔퍼면의 각도를 나타낸 것으로 도 13의 A 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.

챔퍼면(122)의 각도(CAA)는 수평면과 챔퍼면(122)이 이루는 각도를 의미하는 것으로 45~60도 범위인 것이 바람직하다.

치과용 임플란트 보철물의 외형은 결정된 상태이므로, 챔퍼면(122)의 각도(CAA)에 의하여 크라운 하단부의 각도(CRA)가 결정된다.

크라운 하단부 외면의 경우 치아와 잇몸이 접하는 하단이 되는데, 이 부분의 각도는 수직에 가깝거나, 하단으로 갈수록 좁아지는 원뿔 형태가 될 수 있으며, 이 때 경사면의 각도는 15도 이내의 각을 가지게 된다.

따라서, 크라운 하단부의 각도(CRA)가 45도 내외의 각도를 가지기 위해서는 챔퍼면(122)의 각도(CAA)가 상기 범위 이내이어야 한다. 크라운 하단부가 45도 내외의 각도를 가지게 되면, 챔퍼면과 크라운 하단이 면착되는 면적을 확보할 수 있고, 크라운 하단부나 챔퍼면 가장자리의 파손을 방지할 수 있다.

챔퍼면(122) 테이퍼(124)의 연결부에는 일정 곡률 이상의 라운드 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

챔퍼면(122)과 테이퍼(124)의 계면의 곡률인 챔퍼 곡률(CR)은 절삭 툴을 이용한 절삭 가공시에, 과다 가공으로 인한 재료의 삭제와 미가공 영역의 발생을 방지하기 위하여 매우 중요하다.

챔퍼 곡률(CR)은 직경 2.0mm 절삭 툴 사용시를 기준으로 1.0~1.5mm 이상인 것이 바람직하다. 절삭 툴의 직경에 대한 비율로 보면, 절삭 툴 반지름의 100%~150% 범위인 것이 바람직하다.

챔퍼 곡률이 상기 범위보다 작은 경우 미가공 영역이 발생할 우려가 있으며, 챔퍼 곡률이 상기 범위보다 큰 경우에는 챔퍼면에서 곡면이 차지하는 비율이 커져서 챔퍼면이 크라운의 하중을 제대로 전달받지 못하는 문제점이 발생하게 된다.

도 15는 본 발명의 제1실시예에 따른 정밀 가공을 이용한 맞춤형 지대주의 테이퍼 상부면의 테이퍼 곡률을 나타낸 것으로 도 13의 B 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.

테이퍼 곡률(TR)은 테이퍼의 측면과 상부면이 만나는 모서리 부분에 형성되는 것인데, 테이퍼에 크라운이 결합되므로 테이퍼 곡률에 따라서 크라운 내부에 형성되는 홈의 곡률도 결정된다.

테이퍼 곡률(TR)은 직경 2.0mm 절삭 툴 사용을 기준으로 할 때, 1.0~1.5mm 인 것이 바람직하다.

이는 절삭 툴 반경에 대한 비율로 보면 100~150% 범위이다.

테이퍼 곡률(TR)이 상기 범위보다 작으면 상부보철물인 크라운 제작시 미가공 영역이 발생하게 되어 어뎁테이션에 문제가 발생하며, 추가 가공이 필요하기에 가공 효율이 떨어진다.

반대로 테이퍼 곡률(TR)이 상기 범위보다 크면 지대주 체적이 너무 커지거나 작아질 수 있다. 지대주의 체적이 너무 커지게 되면 상부보철물의 최적의 두께를 갖기 어렵고, 반대로 지대주의 체적이 너무 작아지면 상부보철물과의 유지력이 떨어지교, 교합압의 분산이 충분히 이루어지지 않는 문제점이 발생한다.

도 16은 본 발명의 제2실시예에 따른 정밀 가공을 이용한 맞춤형 지대주의 주요부분을 표시한 도면이다.

제2실시예는 테이퍼의 상부면이 크라운의 외면에 형상에 대응하는 형상으로 형성됨으로써, 지대주와 크라운의 결합력을 향상시키고 지대주의 하중 분산 효과를 향상시킨 고급형 제품을 나타낸 것이다.

챔퍼면, 테이퍼 측면 등의 나머지 구성은 제1실시예와 동일하므로 중복설명은 생략한다.

제2실시예의 경우 테이퍼 상부면에서 제1실시예와 차이를 가지는 것이다.

크라운의 상부면은 교합는 대합치의 외형에 대응하여 불규칙한 곡면 형상을 가지게 되는데, 테이퍼 상부면은 이러한 크라운 상부면의 불규칙한 곡면 형상에 대응하여 크라운 상부의 체적을 감소시킬 수 있도록 하는 돌기(126)를 구비한다.

돌기(126)는 크라운 소재에 따라 다르지만 최소두께가 0.3mm 이상을 확보할 수 있도록 형성된다.

크라운의 최소두께가 0.3mm 미만이 되면, 교합시의 압력에 의하여 크라운이 손상될 수 있기 때문이다.

돌기(126)의 형성은 크라운이 차지하는 체적을 감소시키기 위한 것인데, 그렇다고 돌기(126)를 크라운 상부면의 불규칙한 형상에 1:1 대응되는 형태로 형성할 수는 없다.

테이퍼 상부면에 돌기(126)가 형성되면, 크라운 내면에는 돌기에 대응하는 홈을 형성하여야 하는데, 너무 미세한 돌기의 형상은 크라운 내면의 가공이 곤란해지는 문제점이 발생하기 때문이다.

따라서, 테이퍼 상부면에 형성되는 돌기는 일정 곡률 반경(TR) 이상을 가지는 곡면으로 형성되는 것이 바람직하다.

범용적으로 사용되는 절삭 툴(직경 1.0mm 툴)을 이용하여 크라운 내면을 가공한다고 할 때, 바람직한 돌기의 최소 곡률 반경(TR)은 0.5~1.0mm 이상이다.

다시 말해, 돌기의 최소 곡률 반경은 절삭 툴의 반경의 100~200%인 것이 바람직하다.

이상으로 부터 본 발명에 따른 상부지대주 형상을 정리해보면, 마진을 챔퍼 외곽라인으로 설정한 후, 챔퍼 외곽라인에서 0.1~2mm 의 챔퍼 폭과, 45~60도의 챔퍼면 각도를 가지도록 테이퍼와 챔퍼면의 경계인 챔퍼 내측라인을 설정한 후, 테이퍼 각은 2~10도 범위에서 설정하고, 크라운 상부면의 형상에 대응하는 최소곡률 반경이 0.5mm 이상인 돌기를 테이퍼 상부면에 설정하는 것으로 입체적인 지대주의 형상을 설계할 수 있게 된다.

이러한 입체적인 지대주의 형상은 최종 치과용 임플란트 보철물의 외형으로부터 도출되는 것인데, 이렇게 도출된 형상을 가지는 지대주는 도출된 형상을 데이터화한 후 3차원 절삭가공방법으로 가공함으로써 제작할 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 제조방법으로 형상이 결정되어 가공되는 지대주는 구치별로 잇몸에 적합한 형상을 가지며, 상부지대주는 최종 치과용 임플란트 보철물의 외형으로 도출된 형상을 가짐으로써, 크라운의 체적을 최소화할 수 있으며 크라운과의 결합력을 확보할 수 있는 효과를 가져온다.

110 : 픽스처
120 : 지대주
120a : 체결부
120b : 하부지대주
120c : 상부지대주
122 : 챔퍼면
122a : 챔퍼 외곽라인
122b : 챔퍼 내측라인
124 : 테이퍼
130 : 크라운
TA : 테이퍼 각
CAA : 챔퍼면 각
CR : 챔퍼 곡률
TR : 테이퍼 곡률
PR : 돌기 곡률

Claims (12)

1. 픽스처와, 지대주와, 크라운을 포함하는 치과용 임플란트 보철물 제조방법에 있어서,
   상기 지대주는
   상기 픽스처에 끼움결합되는 체결부와, 상기 체결부 위쪽으로 일체로 형성되며 잇몸과 접촉하게 되는 하부지대주와, 크라운이 결합되는 상부지대주가 일체로 형성되며,
   상기 지대주는 소재를 절삭가공하여 제조하되,
   상기 하부지대주는 개별 치아의 자연치아 형상에서 도출된 형상군에서 선택된 형상으로 결정하고,
   상기 상부지대주는 크라운과의 접촉 라인인 마진을 챔퍼 외곽라인으로 설정하고, 상기 챔퍼 외곽라인으로부터 일정 범위의 폭과 일정 범위의 각도를 가지도록 챔퍼면을 설정한 후, 상기 챔퍼면에서 원추형으로 돌출된 형태의 테이퍼를 설정하되, 상기 테이퍼의 상부면 모서리는 곡면으로 형성되며, 곡률 반경(TR)은 절삭 툴 반경의 100~150% 범위가 되도록 하고 상부지대주의 형상을 결정하고,
   상기 결정된 형상데이터를 이용하여 상기 지대주를 절삭가공하여 제조하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 형상군은
   구치용 형상군, 절치용 형상군 및 견치용 형상군을 포함하는 것을 특징으로하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 구치용 형상군은
   소구치용과 대구치용으로 구별되며,
   상기 소구치용 하부지대주의 형상은 좌우폭과 전후폭이 1:1.17의 비율이고,
   상기 대구치용 하부지대주의 형상은 좌우폭과 전후폭이 1:1.07의 비율인 것을 특징으로 하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 절치용 형상군은
   중절치용과 측절치용으로 구별되며,
   상기 중절치용 하부지대주의 형상은 좌우폭과 전후폭이 1:0.93의 비율이고,
   상기 측절치용 하부지대주의 형상은 좌우폭과 전후폭이 1:1.4의 비율인 것을 특징으로 하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 견치용 형상군은
   좌우폭과 전후폭이 1:0.84의 비율인 것을 특징으로 하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 챔퍼면의 폭은 0.1~2mm 범위이고, 챔퍼면의 각도는 45~60도 범위인 것을 특징으로 하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 테이퍼는 테이퍼 각이 2~10도 범위를 가지도록 설정되는 것을 특징으로 하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 챔퍼면과 상기 테이퍼의 계면은 곡률 반경(CR) 1.0~1.5mm 의 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 챔퍼면과 상기 테이퍼의 계면은 곡면으로 형성되며, 곡률 반경(CR)은 절삭 툴 반경의 100~150% 범위인 것을 특징으로 하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 테이퍼의 상부면 모서리는 곡률 반경(TR) 1.0~1.5mm 의 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
    
11. 삭제
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 테이퍼의 상부면은 크라운의 최소두께가 0.3mm 이상을 확보한 상태에서, 크라운 상부의 체적이 감소될 수 있도록 하는 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 치과용 임플란트 보철물 제조방법.

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