KR102105200B1 - 임플란트 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트 시스템은, 구강 스캐닝 및 3D 프린팅을 이용하여 사용자 맞춤형 임플란트를 제조하고, 제조된 임플란트를 정확한 위치에 식립하기 위한 것으로, 구강 스캐너, 3D 프린터, 임플란트 제조 장치 및 핸드피스를 포함할 수 있다.

Description

임플란트 시스템 {IMPLANT SYSTEM}

본 발명은 임플란트 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자 맞춤형 임플란트를 제조하고, 제조된 임플란트를 정확하게 식립할 수 있는 임플란트 시스템에 관한 것이다.

임플란트는 인공 치아 또는 제3의 치아로 불리우며, 임플란트 수술은 인공치근(픽스쳐), 지대주(어버트먼트) 및 보철물(크라운)으로 구성된 인공적인 구성요소를 구강 내부에 삽입하여 치아 결손부위를 수복(restoration)하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 임플란트는 치조골에 고정되는 픽스츄어와, 상기 픽스츄어의 상부에 결합되는 어버트먼트 및 상기 어버트먼트를 상기 픽스츄어에 고정시키는 체결 나사가 포함되며, 임플란트 시술은 픽스츄어를 턱뼈에 식립하는 1차 시술이 이루어지고, 약 3개월 내지 6개월 정도의 긴 시간을 기다린 후에 최종 보철물을 고정시키는 과정을 포함한다.

턱뼈에 식립되는 픽스츄어는 임플란트의 하부 구조물로서 일반적으로 나사 형상을 가지며 턱뼈에 대한 식립 위치(높이)에 따라 다양한 타입으로 구분될 수 있다. 픽스츄어는 환자별 구강형상에 구애받지 않고 미리 결정된 형상으로 제작되어, 턱뼈에 식립될 수 있다.

픽스츄어의 상측에는, 임플란트 상부 구조물이 결합된다. 상기 상부 구조물에는, 픽스츄어에 결합되는 어버트먼트와, 상기 어버트먼트의 외측에 결합되며 이빨 형상을 가지는 보철물 및 상기 어버트먼트와 보철물의 사이에 제공되며 상기 보철물의 회전이 방지되도록 하는 커넥터와 같은 부품이 포함될 수 있다.

상기 어버트먼트, 보철물 또는 커넥터와 같은 부품은 환자의 구강 환경(형상, 잇몸의 상태, 이빨의 배열)에 따라 다른 형상으로 디자인될 수 있다.

이때, 종래 기술에 따른 임플란트 제조 시스템에 의하면, 임플란트 부품을 환자의 상태에 맞게 디자인함에 있어서, 디자인 단계의 임플란트 형상(또는 크기)과 실제 제작된 임플란트 형상이 불일치하는 문제점이 있으며, 이러한 경우 잘못 디자인된 임플란트 부품이 환자에 식립되면, 임플란트가 구강에 제대로 고정되지 않아 다시 식립 수술을 받아야 하는 문제점이 있었다.

또한, 임플란트 시술 시, 임플란트의 픽스쳐를 구강 내부에 식립하기 위하여 임플란트용 핸드피스를 이용하여 치조골에 구멍을 형성한다. 이때, 치조골에는 신경이나 혈관이 형성되어 있기 때문에 정확한 위치에 깊이를 갖는 구멍을 형성하는 것이 무엇보다 중요하다. 이를 위해, 종래의 임플란트 수술은 구강 내부에 구멍이 형성될 위치를 안내하는 가이드 형판을 구강 내에 결합 시킨 후, 가이드 형판에 의해 유도되는 위치에 드릴링을 하는 방법을 주로 이용하고 있다.

하지만, 종래의 임플란트 가이드 수술식은 가이드 형판 내부로 핸드피스에 결합된 드릴만 진입하는 방법으로, 구치부와 같이 협소한 공간에서 사용되기 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 가이드 형판은 대략적인 위치만을 안내하기 때문에, 구멍 형성을 위한 드릴링 과정은 시술자의 경험 및 시술 능력에 전적으로 의존해야 되며, 경우에 따라서는 구멍의 위치 및 방향이 어긋나거나 드릴링 후의 구멍의 깊이가 일정하지 못하는 단점이 있다.

한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한국공개특허 제10-2015-0103379호 한국등록특허 제10-1656088호

본 발명의 일측면은 사용자 맞춤형 임플란트를 제조하고, 제조된 임플란트를 정확하게 식립할 수 있는 임플란트 시스템을 제공한다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트 시스템은, 구강 스캐닝 및 3D 프린팅을 이용하여 사용자 맞춤형 임플란트를 제조하고, 제조된 임플란트를 정확한 위치에 식립하기 위한 시스템으로, 시술 대상자의 구강 내부를 스캐닝하여 구강 내부 구조에 대한 3차원 데이터파일을 생성하는 구강 스캐너; 상기 구강 스캐너에 의해 생성된 상기 3차원 데이터파일에 기초하여 3차원 임플란트 모형을 생성하는 3D 프린터; 상기 3차원 프린터에 의해 생성된 임플란트 모형에 따라 사용자 맞춤형 어버먼트(abutment)를 생성하는 임플란트 제조 장치; 및 상기 임플란트 제조 장치에 의해 생성된 어버먼트를 식립하기 위해 시술 대상자의 치조골에 구멍을 형성하는 핸드피스를 포함한다.

상기 구강 스캐너는, 구강 형상에 대응되도록 U자 형상으로 형성되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 상부에 소정 간각마다 설치되는 가이드 레일; 상기 가이드 레일에 설치되어 상기 베이스 프레임의 상부를 슬라이딩 이동하는 주행부; 및 상기 주행부의 상부에 설치되어 치아와의 거리 정보를 측정하는 감지 센서; 및 상기 감지 센서로부터 수신된 거리 정보에 기초하여 구강 내부 구조에 대한 3차원 데이터파일을 생성하는 제어부를 포함하고,

상기 제어부는, 상기 주행부를 좌우방향 또는 전후방향으로 이동시켜 소정 시간마다 수신되는 거리 정보에 기초하여 상기 3차원 데이터파일을 생성하되, 상기 거리 정보가 기 설정된 기준거리 이상으로 측정되는 구간을 임플란트 식립 위치로 설정하고, 설정된 임플란트 식립 위치를 기준으로 소정 영역 내에서 상기 주행부를 반복 이동시켜 임플란트 식립 위치에 대한 정밀 측정 결과가 반영된 상기 3차원 데이터파일을 생성하고,

상기 핸드피스는, 손잡이부; 상기 손잡이부와 탈부착 가능하도록 체결되고, 체결 시 상기 손잡이부의 길이 방향을 따라 연장되면서, 상기 길이 방향을 중심 축으로 하는 제1 평면 상의 제1 방향 및 상기 제1 평면과 수직을 이루는 제2 평면 상의 제2 방향으로 소정 각도만큼 꺾이도록 연장되는 연결부; 및 상기 연결부의 일단에 형성되어 치조골에 구멍을 형성하기 위한 드릴이 결합되며, 상기 구멍의 위치를 안내하는 가이드 형판에 형성된 가이드 홀에 삽입되어 상기 가이드 홀의 내벽과 접촉하는 두부(頭部)와, 상기 두부의 상부에 형성되며, 상기 두부가 상기 가이드 홀에 일정 깊이만큼만 삽입될 수 있도록 상기 가이드 홀의 상단부와 접촉하는 걸림턱으로 구성되는 헤드부를 포함하고,

상기 연결부가 상기 길이 방향을 중심 축으로 제1 방향 및 제2 방향으로 소정 각도만큼 꺾이도록 연장되는 것은, 상기 핸드피스가 상기 손잡이부의 길이 방향에 따라 구강 내부로 삽입될 때, 상기 가이드 홀에 상기 헤드부가 수용될 수 있는 방향으로 꺾이도록 연장되는 것을 특징으로 하고,

상기 핸드피스는, 상기 가이드 형판이 상악 우측 구치부 또는 하악 좌측 구치부에 형성된 경우, 상기 손잡이부의 길이 방향으로부터 좌측 방향 및 하방 방향으로 소정 각도만큼 꺾이도록 연장되는 제1 연결부가 상기 손잡이부에 체결되고, 상기 가이드 형판이 상악 좌측 구치부 또는 하악 우측 구치부에 형성된 경우, 상기 손잡이부의 길이 방향으로부터 우측 방향 및 하방 방향으로 소정 각도만큼 꺾이도록 연장되는 제2 연결부가 상기 손잡이부에 체결되는 것을 특징으로 하고,

상기 핸드피스는, 상기 구멍이 치조골 상의 미리 정해진 위치에 형성되도록, 상기 헤드부가 상기 가이드 홀에 삽입될 때 상기 두부의 측면은 상기 가이드 홀의 내벽에 접촉되어 치조골 방향으로 하강하되, 상기 구멍을 형성하기 위해 상기 헤드부가 상기 가이드 홀에 삽입되는 과정에서, 상기 걸림턱에 의해 상기 두부가 상기 가이드 홀에 일정 깊이만큼만 삽입됨에 따라 미리 정해진 깊이를 갖는 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하고,

상기 가이드 홀의 지름은 상기 본체의 지름보다 크거나 같고, 상기 걸림턱의 지름은 상기 가이드 홀의 지름보다 크고, 상기 가이드 홀의 측면에는 개방부가 형성되며, 상기 개방부의 너비는 상기 연결부의 너비보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 사용자 맞춤형 어버먼트 제작 공정 및 제작된 임플란트용 어버먼트를 시술 대상자에게 식립하는 시술 공정을 포함하는 임플란트 시술을 위해 요구되는 일련의 과정을 사용자 맞춤형으로 제공할 수 있다.

또한, 임플란트 시술 시 본 발명에 따른 핸드피스는 종래의 드릴과 가이드 홀이 접촉하는 방식과는 다르게 핸드피스 헤드부가 가이드 홀과 접촉함으로써 드릴 자체의 길이를 줄일 수 있으므로 구치부와 같이 협소한 공간에서 사용하기 용이하다. 또한, 서로 다른 각도로 구비되는 연결부를 필요에 따라 선택적으로 결합하여 사용할 수 있어 시술부로의 접근이 용이하며 정밀한 드릴링을 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트 시스템의 개략적인 모습이 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 구강 스캐너의 구체적인 구성 및 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 9는 도 1의 핸드피스의 구체적인 구성 및 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트 시스템의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.

본 발명에 따른 임플란트 시스템(1000)은 구강 스캐닝 및 3D 프린팅을 이용하여 사용자 맞춤형 임플란트를 제조하고, 제조된 임플란트를 정확한 위치에 식립하기 위한 시스템으로, 구강 스캐너(100), 3D 프린터(200), 임플란트 제조 장치(300) 및 핸드피스(400)를 포함할 수 있다.

여기서, 구강 스캐너(100), 3D 프린터(200) 및 임플란트 제조 장치(300)는 임플란트 시술을 위한 어버먼트 제조 공정에서 요구되는 구성이고, 핸드피스(400)는 구강 스캐너(100), 3D 프린터(200) 및 임플란트 제조 장치(300)를 통해 제조된 어버먼트를 사용자에게 식립하기 위한 시술 과정에서 시술 대상자의 잇몸(치조골)에 드릴링을 통한 구멍을 형성하는 과정에서 요구되는 구성이다.

구강 스캐너(100)는 시술 대상자의 구강 내부를 스캐닝하여 구강 내부 구조에 대한 3차원 데이터파일을 생성하는 장치이다. 이와 관련하여, 도 2를 함께 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 구강 스캐너(100)의 구체적인 구성이 도시된 도면이다.

종래의 구강 스캐닝 장치는 3차원 영상을 생성하기 위해 복잡하고 고가의 장비가 요구되었으나, 본 발명에 따른 구강 스캐너(100)는 거리 측정 센서를 이용하여 간단하면서도 정밀하게 사용자의 구강 내부를 스캐닝할 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 구강 스캐너(100)는, 구강 형상에 대응되도록 U자 형상으로 형성되는 베이스 프레임(110), 상기 베이스 프레임 상부에 소정 간각마다 설치되는 가이드 레일(120), 상기 가이드 레일에 설치되어 상기 베이스 프레임의 상부를 슬라이딩 이동하는 주행부(130); 상기 주행부(130)의 상부에 설치되어 치아와의 거리 정보를 측정하는 감지 센서(140) 및 상기 감지 센서(140)로부터 수신된 거리 정보에 기초하여 구강 내부 구조에 대한 3차원 데이터파일을 생성하는 제어부(미도시)를 포함한다.

베이스 프레임(110)은 사용자의 구강 구조를 스캐닝하기 위해 사용자의 구강 내부로 삽입되는 구조물로, 구강 삽입 과정에서 상처를 방지하기 위해 겉면은 고무 재질이나 실리콘 재질 등으로 형성될 수 있다.

가이드 레일(120)은 베이스 프레임(110)의 상부에서 베이스 프레임(110)의 길이 방향을 따라 형성되는 U자 형상의 레일형 부재이며, 주행부(130)는 이러한 가이드 레일(120)에 레일 결합되어 가이드 레일(120)을 따라 슬라이딩 이동하는 부재이다. 예컨대, 가이드 레일(120)의 하부에는 래크가 형성되고, 주행부(130)의 하부에는 피니언이 형성되어 래크과 피니언이 맞물린 상태로 결합되며, 피니언이 회전함에 따라 주행부(130)가 소정 방향으로 이동하게 된다. 하지만, 주행부(130)와 가이드 레일(120) 간의 결합은 상술한 예시에 한정되는 것은 아니며, 주행부(130)가 가이드 레일(120)의 길이 방향(좌우방향) 및 수직 방향(상하방향)으로 이동할 수 있기만 하면, 종래에 공지된 다양한 이동 기술이 적용될 수 있음은 물론이다.

감지 센서(140)는 주행부(140)의 상부에 설치되어 상부에 형성된 치아 또는 잇몸과의 거리를 측정한 거리 정보를 생성할 수 있다. 이때, 감지 센서는 각도 조절이 가능한 형태로 설치되어 치아와의 거리를 다각도에서 측정할 수 있다.

제어부(미도시)는, 상기 주행부를 좌우방향 또는 전후방향으로 이동시켜 소정 시간마다 생성되는 거리 정보를 수집하고, 수집된 복수의 거리 정보에 기초하여 도 3에 도시된 바와 같이 사용자의 구강 구조를 나타내는 3차원 데이터파일을 생성할 수 있다.

상술한 바와 같이, 감지 센서(140)의 주행부에 의해 구강 내부를 상하좌우방향에서 이동된 상태에서의 거리정보를 측정할 수 있으며, 측정 위치에서 각도를 가변시켜 다양한 각도에서 측정된 거리정보를 생성할 수 있다. 제어부(미도시)는 이와 같은 방법으로 측정된 거리 정보를 영상으로 변환하여 3차원 데이터파일을 생성할 수 있다. 예컨대, 제어부(미도시)는 소정 위치를 기준 위치로 설정하고 기준 위치에서 측정된 거리 정보를 절대 좌표로 설정한 후, 다른 위치에서 측정된 거리 정보를 절대 좌표에 대한 상대적인 좌표값으로 변환하여 각각의 거리 정보에 대한 3차원 좌표값을 생성하며, 생성된 3차원 좌표값들을 기초로 3차원 이미지 데이터를 생성할 수 있다.

이 과정에서, 제어부(미도시)는 상기 거리 정보가 기 설정된 기준거리 이상으로 측정되는 구간을 임플란트 식립 위치로 설정하고, 설정된 임플란트 식립 위치를 기준으로 소정 영역 내에서 상기 주행부를 반복 이동시켜 임플란트 식립 위치에 대한 정밀 측정 결과가 반영된 상기 3차원 데이터파일을 생성할 수 있다.

여기서, 거리 정보가 기 설정된 기준거리 이상으로 측정되는 구간이라 함은, 치아가 형성되지 않은 구간일 수 있으며 치아가 손실되어 잇몸만 남은 영역에서의 거리 정보는 치아가 형성된 구간의 거리보다 길게 측정될 수 있다.

따라서, 제어부(미도시)는 거리 정보가 상대적으로 긴 구간을 임플란트 식립이 필요한 구간으로 판단하며, 판단된 위치를 기준으로 소정 반경 내의 영역에서 주행부를 반복 이동시켜 임플란트 식립 위치에 대한 정밀 측정 결과가 반영된 상기 3차원 데이터파일을 생성할 수 있다.

이와 같은 제어부는 구강 스캐너(100)의 베이스 프레임(110) 내부에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 다른 실시예에서는 제어부가 생략될 수도 있다. 이러한 경우, 구강 스캐너(100)는 측정된 거리 정보를 PC 등과 같은 사용자 단말로 전송할 수 있으며, 사용자 단말이 제어부의 기능을 대신하여 수행할 수도 있을 것이다.

이와 같이, 종래의 구강 스캐닝 장치는 3차원 영상을 생성하기 위해 복잡하고 고가의 장비가 요구되었으나, 본 발명에 따른 구강 스캐너(100)는 거리 측정 센서를 이용하여 간단하면서도 정밀하게 사용자의 구강 내부를 스캐닝할 수 있다.

3D 프린터(200)는 구강 스캐너에 의해 생성된 상기 3차원 데이터파일에 기초하여 3차원 임플란트 모형을 생성하는 장치로, 종래에 상용화된 다양한 3차원 프린터 중 어느 하나일 수 있으며, 이와 같은 3차원 프린터의 구조 및 결과물 생성 원리는 널리 알려진 기술이므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

임플란트 제조 장치(300)는 3차원 프린터(200)에 의해 생성된 임플란트 모형에 따라 사용자 맞춤형 어버먼트(abutment)를 생성하는 장치로, 3차원 프린터(200)에 의해 생성된 가상 치아와 동일한 형태의 어버먼트를 생성할 수 있다.

임플란트 제조 장치(300)는 CNC선반, CNC밀링 등의 CNC공작기계 및 머시닝센터 등을 포함하는 컴퓨터 지원공작기기일 수 있으며, 어버트먼트는 티타늄, 지르코니아 또는 금 등으로 제조될 수 있다. 재료가 선택되면 해당 재료를 정밀가공기계로 밀링방식으로 가공하여 일체형 어버트먼트를 제조할 수 있다.

핸드피스(400)는 임플란트 제조 장치(300)에 의해 생산된 어버먼트를 식립하는 시술 과정에서 사용자의 잇몸(치조골)에 구멍을 형성하여 어버먼트를 고정하기 위해 사용되는 장치이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스(400)의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드피스(400)는, 손잡이부(410), 연결부(420) 및 헤드부(430)를 포함한다.

손잡이부(410)는 임플란트 수술을 진행하는 시술자가 임플란트 핸드피스(400)를 파지하도록 마련되는 부재일 수 있다. 손잡이부(410)는 일정한 길이(높이)를 갖는 원통 형상으로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 설계될 수 있다.

손잡이부(410)의 내부에는 공간이 형성될 수 있으며, 형성된 내부 공간에는 임플란트 핸드피스(400)를 구동시키거나 제어하기 위한 다양한 장치들이 배치될 수 있다. 일 예로, 손잡이부(410)의 내부 공간에는 임플란트 핸드피스(400)에 전원을 공급하는 배터리부와, 임플란트 핸드피스(400)에 결합되는 드릴에 구동력을 제공하기 위한 구동부와, 손잡이부(410)의 외측면에 배치된 스위치부의 조작에 따라 임플란트 핸드피스(400)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부 등이 구비될 수 있다.

이러한 손잡이부(410)의 일단에는 연결부(420)와 체결되기 위한 연결 수단이 마련될 수 있다.

연결부(420)는 손잡이부(410)와 탈부착 가능하도록 마련되는 부재일 수 있다. 일 예로, 연결부(420)는 손잡이부(410)와 나사 결합될 수 있으나, 연결부(420)와 손잡이부(410)의 체결 방식은 이에 한정되지 않으며, 결합되거나 분리될 수 있는 다양한 체결 방식 중 어느 하나로 대체될 수도 있음은 물론이다.

이때, 연결부(420)는 손잡이부(410)와 체결되는 경우, 손잡이부(410)의 길이 방향을 따라 수직 방향 및 수평 방향으로 꺾이도록 연장될 수 있다. 예를 들어, 연결부(420)가 손잡이부(410)와 완전히 체결되는 경우, 연결부(420)의 방향은 손잡이부(410)의 길이 방향을 따라 좌측 방향 및 하측 방향으로 3차원 꺾인 상태로 연장되도록 설계될 수 있다. 또는, 연결부(420)가 손잡이부(410)와 완전히 체결되는 경우, 연결부(420)의 방향은 손잡이부(410)의 길이 방향을 따라 좌측 방향 및 하측 방향으로 3차원 꺾인 상태로 연장되도록 설계될 수 있다.

즉, 연결부(420)는 손잡이부(410)의 길이 방향을 따라 좌측 및 하측 방향, 또는 우측 및 하측 방향으로 연장되어, 손잡이부(410)와 소정 각도를 이루도록 결합될 수 있다. 또한, 연결부(420)는 손잡이부(410)와 탈부착이 가능하다는 구조적 특징을 이용하여, 복수 개로 구비될 수 있다. 이때, 각각의 연결부(420)는 손잡이부(410)와 서로 다른 각도로 체결될 수 있도록 마련될 수 있다. 연결부(420)의 종류 및 연결부(420)와 손잡이부(410)가 체결되는 구체적인 형상은 도 5 내지 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.

이와 같이, 연결부(420)의 일단은 손잡이부(410)와 체결될 수 있는 수단이 마련되어 있으며, 연결부(420)의 타단에는 헤드부(430)가 연장 형성될 수 있다.

헤드부(430)는 임플란트 수술 시 치조골에 구멍을 형성하기 위한 드릴(140)이 결합될 수 있다. 특히, 헤드부(430)는 임플란트 수술을 위한 드릴링(drilling) 시, 후술하는 가이드 형판(도 7의 500 참조)의 내벽을 따라 삽입될 수 있다. 이를 위해, 헤드부(430)는 두부(頭部, 431)와 걸림턱(432)으로 구성될 수 있다.

두부(頭部, 431)는 연결부(420)의 타단으로부터 연장 형성되며, 원통 또는 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 두부(頭部, 431)는 하부에는 드릴(140)이 탈착 가능하도록 결합되는 공간이 마련되고, 두부(頭部, 431)에 드릴(140)이 결합되는 경우 두부(頭部, 431)의 중심축은 드릴(140)의 중심축과 동일하도록 설계될 수 있다.

또한, 두부(頭部, 431)는 연결부(420)로부터 연장될 때, 연결부(420)와 소정 각도를 이루도록 꺾임 연장될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 임플란트 핸드피스(400)는 손잡이부(410)와 연결부(420)가 1차적으로 꺾이면서, 연결부(420)와 헤드부(430)가 2차적으로 꺾이도록 마련될 수 있다. 이때, 두부(頭部, 431)와 연결부(420)의 꺾임 각도는 임플란트 수술 환경에 따라 다양한 각도로 설정될 수 있다.

걸림턱(432)은 두부(頭部, 431)의 상부에 연장 형성되며, 두부(頭部, 431)와 동일한 중심축을 공유할 수 있다. 걸림턱(432)은 두부(431)의 상부에서 두부(頭部, 431)의 측면 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 즉, 걸림턱(432)의 직경은 두부(頭部, 431)의 직경보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다. 이에 따라, 임플란트 수술 시, 구멍 형성을 위한 드릴링 과정에서 헤드부(430)의 두부(頭部, 431)가 가이드 형판에 형성된 가이드 홀의 내부로 진입하더라도, 걸림턱(432)이 가이드 홀의 상부에 걸리게 되어 미리 정해진 깊이를 가진 구멍을 생성할 수 있다. 이와 관련된 구체적인 내용은 도 5 내지 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.

도 5 및 도 6은 손잡이부(410)로부터 서로 다른 연장 각도를 갖는 연결부(420)의 구체적인 일 예가 도시된 도면이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 임플란트 핸드피스(400)는 손잡이부(410)와 체결되는 연결부(420)가 다양한 각도를 가지도록 복수 개로 마련될 수 있으며, 임플란트 수술 시 가이드 홀에 헤드부(430) 도달하기 적합한 각도를 가진 연결부(420)를 선택하여 손잡이부(410) 체결할 수 있다.

일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 손잡이부(410)로부터 소정 각도만큼 연장되는 제1 연결부(421)가 체결될 수 있다. 도 5의 (a), (b), (c)는 각각 제1 연결부(421)가 체결된 임플란트 핸드피스(400)의 평면도, 측면도 및 정면도가 도시된 도면이다.

도시된 바와 같이, 제1 연결부(421)가 손잡이부(410)와 완전히 체결되는 경우, 제1 연결부(421)의 방향은 손잡이부(410)의 길이 방향을 따라 좌측 방향 및 하측 방향으로 3차원 꺾인 상태로 연장되도록 설계될 수 있다. 다시 말해, 제1 연결부(421)는 손잡이부(410)의 길이 방향을 기준으로 좌측 방향으로 제1 각도만큼 꺾임과 동시에, 하측 방향으로 제2 각도만큼 꺾인 상태로 연장될 수 있다.

다른 예로, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 연결부(421)와 다른 연장 각도를 갖는 제2 연결부(422)가 손잡이부(410)에 체결될 수도 있다. 도 6의 (a), (b), (c)는 각각 제2 연결부(422)가 체결된 임플란트 핸드피스(400)의 평면도, 측면도 및 정면도가 도시된 도면이다.

도시된 바와 같이, 제2 연결부(422)가 손잡이부(410)와 완전히 체결되는 경우, 제2 연결부(422)의 방향은 손잡이부(410)의 길이 방향을 따라 우측 방향 및 하측 방향으로 3차원 꺾인 상태로 연장되도록 설계될 수 있다. 다시 말해, 제2 연결부(422)는 손잡이부(410)의 길이 방향을 기준으로 우측 방향으로 제1 각도만큼 꺾임과 동시에, 하측 방향으로 제2 각도만큼 꺾인 상태로 연장될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 임플란트 핸드피스(400)는 상악 우측 구치부 및 하악 좌측 구치부에 대한 임플란트 수술 시 제1 연결부(421)를 손잡이부(410)에 체결하고, 상악 좌측 구치부 및 하악 우측 구치부에 대한 임플란트 수술 시에는 제1 연결부(421)를 분리한 후 제2 연결부(422)를 결합하여 사용함으로써, 시술부로의 접근이 용이해질 수 있다.

한편, 제 1 연결부(421) 및 제2 연결부(422)는 설명의 편의를 위해 인용된 하나의 실시 예일 뿐이며, 연결부(420)의 개수는 두 개로 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 임플란트 핸드피스(400)는 서로 다른 연장 각도를 갖는 세 개 이상의 연결부(420)가 마련될 수도 있으며, 각각의 연결부(420)는 고유한 연장 각도를 갖도록 설계될 수 있다. 이에 따라, 시술자는 구멍의 형성 위치 및 각도에 따라 수술에 적합한 어느 하나의 연결부(420)를 선택적으로 체결할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 임플란트 핸드피스(400)는 구멍 형성 위치를 안내하는 가이드 형판에 헤드부(430)가 일정 깊이까지 직접 삽입되는 것을 특징으로 한다. 이와 관련하여, 도 7 내지 도 10을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 7은 가이드 형판의 일 예가 도시된 도면이다.

가이드 형판(500)은 보철물 및 적어도 하나의 실제 치아를 커버할 수 있다. 가이드 형판(500)은 임플란트의 식립 위치에 배치될 수 있으며, 식립 위치와 그 주변에 노출된 적어도 하나의 치아를 커버할 수 있다.

가이드 홀(510)은 임플란트의 식립 위치에서 가이드 형판(500)의 상부로부터 도출되도록 형성될 수 있다. 즉, 가이드 홀(510)은 임플란트의 식립을 위해 형성되어야 하는 구멍의 위치를 안내하기 위한 부재일 수 있다. 이때, 가이드 홀(510)의 단면의 형상은 헤드부(431)의 단면의 형상에 대응되도록 마련될 수 있다. 상술한 바와 같이, 헤드부(431)는 원통 형상으로 형성되는 경우, 가이드 홀(510) 또한 원통 형상으로 형성될 수 있다.

특히, 가이드 홀(510)은 외주면의 일부분이 절삭된 개방부(520)가 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 본원 발명에 따른 임플란트 핸드피스(400)는 드릴링 시 헤드부(430)가 가이드 홀(510)에 삽입되는 것을 목적으로 한다. 이때, 가이드 홀(510)이 완전한 원통 형상인 경우, 헤드부(430)의 측면에 연장되는 연결부(420)로 인해 헤드부(430)가 가이드 홀(510)의 내부로 삽입될 수 없다. 이와 같은 현상을 방지하기 위해, 가이드 홀(510)은 상부로부터 하부까지 일정 간격을 갖는 개방부(520)가 형성될 수 있다. 형성되는 가이드 홀(510)의 너비는 연결부(420)의 너비보다 클 수 있다.

도 8은 임플란트 수술 시 가이드 홀(510)에 결합되는 헤드부(430)의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 임플란트 핸드피스(400)를 이용한 임플란트 수술 시, 구멍 형성을 위한 드릴링 과정에서 헤드부(430)가 가이드 홀(510)의 내부로 삽입될 수 있다. 이 과정에서, 두부(頭部, 431)가 아래쪽으로 이동할 때, 연결부(420)가 통과하기 위한 틈새가 필요하며, 가이드 홀(510)의 측면에 형성된 개방부(520)를 따라 연결부(420)가 통과됨으로써 두부(頭部, 431)가 아래쪽으로 이동할 때 방해가 되지 않는다.

이때, 가이드 홀(510)의 내부 지름이 헤드부(430)의 두부(頭部, 431)와 유사한 지름을 갖도록 설계되어, 드릴링 과정에서 두부(頭部, 431)가 흔들리는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 두부(頭部, 431)가 가이드 홀(510)의 일정 깊이까지 삽입되면, 두부(頭部, 431)의 상부에 형성된 걸림턱(432)에 의해 두부(頭部, 431)가 필요 이상 아래로 이동되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 임플란트 핸드피스(400)는 상술한 구조적 특성으로 인해 정확한 위치에 구멍을 형성 할 수 있을 뿐 아니라, 항상 일정한 깊이의 구멍을 드릴링할 수 있다. 이때, 형성되는 구멍의 깊이는 헤드부(430)의 높이와 드릴(140)의 길이를 더한 값에서, 가이드 홀(510)의 높이를 뺀 값으로 결정될 수 있다. 이때, 서로 다른 높이를 갖는 헤드부(430)가 마련되는 복수의 연결부(420)가 구비되는 경우, 헤드부(430)의 높이값을 조절함으로써 필요한 깊이만큼 구멍을 형성시킬 수 있다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 임플란트 핸드피스(400)를 이용하여 좌측 하악 구치부에 구멍을 형성하는 일 예가 도시된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 임플란트 핸드피스(400)는 탈부착이 가능한 연결부(420)가 구비되어 있으며, 수술 위치와 가이드 홀(510)에 형성된 개방부의 위치에 적합한 연결부(420)를 선택적으로 결합시키는 것이 가능하다.

예를 들어, 도시된 바와 같이, 좌측 하악 구치부에 구멍을 형성해야 되는 경우, 상술한 도 5에 개시된 제1 연결부(421)를 손잡이부(410)에 결합시킬 수 있다. 이러한 경우, 임플란트 핸드피스(400)는 손잡이부(410)의 길이 방향을 따라 좌측 방향 및 하측 방향으로 꺾어진 상태로 가이드 홀(510)에 접근할 수 있다. 이때, 가이드 홀(510)은 제1 연결부(421)가 접근하는 방향 쪽으로 개방부가 형성되는 것이 바람직하다.

이후, 임플란트를 식립하기 위한 위치에 구멍을 형성하기 위하여, 가이드 형판(500)의 가이드 홀(510)에 의해 안내되는 위치로 헤드부(430)가 삽입될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 임플란트 핸드피스(400)는 헤드부(430)가 가이드 홀(510)에 직접 삽입될 수 있으며, 이를 위해 가이드 홀(510)의 형상과 지름은 헤드부(430)에 대응되는 형태로 형성될 수 있다.

헤드부(430)가 가이드 홀(510)의 내벽과 접촉하면서 아래로 이동함에 따라, 헤드부(430)와 결합된 드릴(140)이 치조부에 진입하여 구멍을 형성하기 시작할 수 있다. 이때, 헤드부(430)가 일정 깊이만큼 아래로 이동하면 헤드부(430)의 상부에 형성된 걸림턱(432)에 의해 더 이상 아래로 내려가는 것이 방지되면서, 최초 의도한 깊이를 갖는 구멍을 형성시킬 수 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1000: 임플란트 시스템
100: 구강 스캐너
200: 3D 프린터
300: 임플란트 제조 장치
400: 핸드피스

Claims (2)

1. 구강 스캐닝 및 3D 프린팅을 이용하여 사용자 맞춤형 임플란트를 제조하고, 제조된 임플란트를 정확한 위치에 식립하기 위한, 임플란트 시스템에 있어서,
   상기 임플란트 시스템은, 시술 대상자의 구강 내부를 스캐닝하여 구강 내부 구조에 대한 3차원 데이터파일을 생성하는 구강 스캐너; 상기 구강 스캐너에 의해 생성된 상기 3차원 데이터파일에 기초하여 3차원 임플란트 모형을 생성하는 3D 프린터; 상기 3차원 프린터에 의해 생성된 임플란트 모형에 따라 사용자 맞춤형 어버먼트(abutment)를 생성하는 임플란트 제조 장치; 및 상기 임플란트 제조 장치에 의해 생성된 어버먼트를 식립하기 위해 시술 대상자의 치조골에 구멍을 형성하는 핸드피스를 포함하고,
   상기 구강 스캐너는, 구강 형상에 대응되도록 U자 형상으로 형성되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 상부에 소정 간각마다 설치되는 가이드 레일; 상기 가이드 레일에 설치되어 상기 베이스 프레임의 상부를 슬라이딩 이동하는 주행부; 및 상기 주행부의 상부에 설치되어 치아와의 거리 정보를 측정하는 감지 센서; 및 상기 감지 센서로부터 수신된 거리 정보에 기초하여 구강 내부 구조에 대한 3차원 데이터파일을 생성하는 제어부를 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 주행부를 좌우방향 또는 전후방향으로 이동시켜 소정 시간마다 수신되는 거리 정보에 기초하여 상기 3차원 데이터파일을 생성하되, 상기 거리 정보가 기 설정된 기준거리 이상으로 측정되는 구간을 임플란트 식립 위치로 설정하고, 설정된 임플란트 식립 위치를 기준으로 소정 영역 내에서 상기 주행부를 반복 이동시켜 임플란트 식립 위치에 대한 정밀 측정 결과가 반영된 상기 3차원 데이터파일을 생성하고,
   상기 핸드피스는, 손잡이부; 상기 손잡이부와 탈부착 가능하도록 체결되고, 체결 시 상기 손잡이부의 길이 방향을 따라 연장되면서, 상기 길이 방향을 중심 축으로 하는 제1 평면 상의 제1 방향 및 상기 제1 평면과 수직을 이루는 제2 평면 상의 제2 방향으로 소정 각도만큼 꺾이도록 연장되는 연결부; 및 상기 연결부의 일단에 형성되어 치조골에 구멍을 형성하기 위한 드릴이 결합되며, 상기 구멍의 위치를 안내하는 가이드 형판에 형성된 가이드 홀에 삽입되어 상기 가이드 홀의 내벽과 접촉하는 두부(頭部)와, 상기 두부의 상부에 형성되며, 상기 두부가 상기 가이드 홀에 일정 깊이만큼만 삽입될 수 있도록 상기 가이드 홀의 상단부와 접촉하는 걸림턱으로 구성되는 헤드부를 포함하고,
   상기 연결부가 상기 길이 방향을 중심 축으로 제1 방향 및 제2 방향으로 소정 각도만큼 꺾이도록 연장되는 것은, 상기 핸드피스가 상기 손잡이부의 길이 방향에 따라 구강 내부로 삽입될 때, 상기 가이드 홀에 상기 헤드부가 수용될 수 있는 방향으로 꺾이도록 연장되는 것을 특징으로 하고,
   상기 핸드피스는, 상기 가이드 형판이 상악 우측 구치부 또는 하악 좌측 구치부에 형성된 경우, 상기 손잡이부의 길이 방향으로부터 좌측 방향 및 하방 방향으로 소정 각도만큼 꺾이도록 연장되는 제1 연결부가 상기 손잡이부에 체결되고, 상기 가이드 형판이 상악 좌측 구치부 또는 하악 우측 구치부에 형성된 경우, 상기 손잡이부의 길이 방향으로부터 우측 방향 및 하방 방향으로 소정 각도만큼 꺾이도록 연장되는 제2 연결부가 상기 손잡이부에 체결되는 것을 특징으로 하고,
   상기 핸드피스는, 상기 구멍이 치조골 상의 미리 정해진 위치에 형성되도록, 상기 헤드부가 상기 가이드 홀에 삽입될 때 상기 두부의 측면은 상기 가이드 홀의 내벽에 접촉되어 치조골 방향으로 하강하되, 상기 구멍을 형성하기 위해 상기 헤드부가 상기 가이드 홀에 삽입되는 과정에서, 상기 걸림턱에 의해 상기 두부가 상기 가이드 홀에 일정 깊이만큼만 삽입됨에 따라 미리 정해진 깊이를 갖는 구멍을 형성하는 것을 특징으로 하고,
   상기 가이드 홀의 지름은 본체의 지름보다 크거나 같고, 상기 걸림턱의 지름은 상기 가이드 홀의 지름보다 크고, 상기 가이드 홀의 측면에는 개방부가 형성되며, 상기 개방부의 너비는 상기 연결부의 너비보다 큰 것을 특징으로 하는, 임플란트 시스템.
   
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