特許 7573311 ３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-17

(45)【発行日】2024-10-25

(54)【発明の名称】３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法

(51)【国際特許分類】

   A61C 8/00 20060101AFI20241018BHJP

【ＦＩ】

A61C8/00 Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2023074342

(22)【出願日】2023-04-28

【審査請求日】2023-05-12

(73)【特許権者】

【識別番号】523161664

【氏名又は名称】クボテック カンパニー，リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】ジョン，チョル ウン

(72)【発明者】

【氏名】パク，ホン ジュ

(72)【発明者】

【氏名】チョ，ジン ヨン

(72)【発明者】

【氏名】リ，ジェ ゴン

【審査官】松江 雅人

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１１０５９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３３１４９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１３４８７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－０３９５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１４８２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１９２８０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｃ ８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

患者の欠損顎骨及び口腔状態をＣＴ撮影するステップと、
撮影された画像を利用して患者の顎骨の３Ｄ模型を抽出するステップと、
無歯顎部位における歯の配列とアバットメントの位置を設定するステップと、
前記アバットメントが一体に設けられ、患者の前記無歯顎部位の骨面と当接するように骨面インプラントをデザインするステップと、
デザインされた前記骨面インプラントを３Ｄプリンターで出力するステップと、を含むことを特徴とし、
患者の欠損顎骨及び口腔状態をＣＴ撮影するステップは、部分無歯顎の場合、歯の咬合状態で撮影し、完全無歯顎の場合、顆頭安定位を設定して撮影することを特徴とし、
前記デザインされた前記骨面インプラントを３Ｄプリンターで出力するステップは、ＡＳＴＭ Ｆ１３６、ＡＳＴＭ Ｆ６７、ＡＳＴＭ Ｆ７５、ＡＳＴＭ Ｆ１５３７系の金属合金のうちのいずれか一つまたは超高分子量ポリエチレンを利用することを特徴とし、
前記骨面インプラントは、前記無歯顎部位の表面に接触した状態で、前記骨面インプラントを顎骨に固定するための複数個の穴が形成され、前記穴に挿入される固定用スクリューによって前記骨面インプラントが顎骨に固定されることを特徴とし、
患者の欠損顎骨及び口腔状態をＣＴ撮影するステップは、ＣＢＣＴソフトウェアを用いてＤＩＣＯＭファイルの形態で保存され、
撮影された画像を利用して患者の顎骨の３Ｄ模型を抽出するステップは、患者のＣＴのＤＩＣＯＭファイルをソフトウェアに読み込んだ後、グレースケールを調整してスキャッターリングおよびアーチファクトを取り除き、無歯顎部の表面が最大限うまく反映されるように設定した上で、デザインファイルであるＳＴＬファイルとして抽出されることを特徴とする、３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法。

【請求項2】

前記骨面インプラントのアバットメントには、患者別の歯の配列が考慮された補綴物が固定されることを特徴とする、請求項１に記載の３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法に関し、より詳しくは、顎骨と軟組織が不足している患者において、骨移植などの付加的な手術なしに３Ｄプリント技術を利用してインプラントを容易かつ迅速に製作することができ、歯を復元するための後ほどのステップをあらかじめ準備することができる、３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

人工歯牙であるインプラントは、もともと人体組職が喪失された時に回復させる代替物を意味するものであるが、歯科では人工で作った歯牙を移植することをいう。

【0003】

喪失された歯牙の歯根（根）に代えられるように、人体に拒絶反応がないチタン（ｔｉｔａｎｉｕｍ）などからなる歯根を、歯が抜けた骨に植設した後、人工歯牙を連結、固定させて歯牙の機能を回復させる先端手術である。

【0004】

一般の補綴物や入れ歯の場合、経時による周りの歯と骨の損傷が生じるが、インプラントは、周りの歯の組職を損傷させることなく、天然歯とその機能や模様が同様でありながらも、虫歯ができないので、半永久的に使用し得るという長所がある。

【0005】

このように歯科用インプラントは、フィクスチャー（ｆｉｘｔｕｒｅ）、アバットメント（ａｂｕｔｍｅｎｔ）、スクリュー、及び補綴物（ｃｒｏｗｎ）で構成され、歯槽骨に前記フィクスチャーが植立され、前記フィクスチャーの上部にスクリューを介してアバットメントが締結され、アバットメント上に最終的に補綴物が結合されることにより歯牙が完成される。

【0006】

一方、前述したような従来のインプラントは、歯槽骨の吸収が多く進められて骨の幅や高さが非常に低くなった場合、既存のインプラントを埋植するのに限界があったし、骨内に挿入する既存のインプラントは、骨癒合の治癒期間が長くかかるという問題点がある。

【0007】

これに併せて、現在韓国国内の場合、既存のインプラントに対する製品及び研究は盛んに進められているが、骨面インプラント製品に対する研究はまだ足りない状態である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法は、上述した問題点を解決するために案出されたものであって、顎骨と軟組織が不足している患者のために、ＣＡＤと３Ｄプリント技術を利用して、インプラントを容易かつ迅速にデザインして製作することができ、歯を復元するための後ほどのステップをあらかじめ準備することができる３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法を提供することを目的とする。

【0009】

また、従来のインプラントに比べて、骨癒合の治癒期間が大幅に短縮された、３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法を提供することを他の目的とする。

【0010】

これに併せて、歯科用インプラントだけではなく、眼窩などを含む顎顔面再建術にも応用可能な、３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法を提供することを別の目的とする。

【0011】

一方、本発明の目的は、以上で言及した目的に限定されなく、言及していない別の目的は、以降の記載から通常の技術者に明確に理解できるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法は、上記の目的を達成するために、患者の欠損顎骨及び口腔状態をＣＴ撮影するステップと、撮影された画像を利用して患者の顎骨の３Ｄ模型を抽出するステップと、無歯顎部位における歯の配列とアバットメントの位置を設定するステップと、前記アバットメントが一体に設けられ、患者の前記無歯顎部位の骨面と当接するように骨面インプラントをデザインするステップと、デザインされた前記骨面インプラントを３Ｄプリンターで出力するステップと、を含むことができる。

【0013】

好ましくは、患者の欠損顎骨及び口腔状態をＣＴ撮影するステップは、部分無歯顎の場合、歯の咬合状態で撮影し、完全無歯顎の場合、顆頭安定位を設定して撮影することができる。

【0014】

好ましくは、前記デザインされた前記骨面インプラントを３Ｄプリンターで出力するステップは、ＡＳＴＭ Ｆ１３６、ＡＳＴＭ Ｆ６７、ＡＳＴＭ Ｆ７５、ＡＳＴＭ Ｆ１５３７系の金属合金のうちのいずれか一つまたは超高分子量ポリエチレンを利用することができる。

【0015】

好ましくは、前記骨面インプラントは、前記無歯顎部位の表面に接触した状態で、前記骨面インプラントを顎骨に固定するための複数個の穴が形成され、前記穴に挿入される固定用スクリューによって前記骨面インプラントが顎骨に固定されることができる。

【0016】

好ましくは、前記骨面インプラントのアバットメントには、患者別の歯の配列が考慮された補綴物が固定されることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明は、次の優れた効果がある。

【0018】

第一、顎骨と軟組織が不足している患者のために、ＣＡＤと３Ｄプリント技術を利用してインプラントを容易かつ迅速に製作することができ、歯を復元するための後ほどのステップをあらかじめ準備することができる。

【0019】

第二、従来のインプラントに比べて治療期間が大幅に短縮され、既存の歯根型インプラントの埋植のために、骨移植などの侵襲的な術式を行うことなく、歯科用インプラントだけではなく、眼窩などを含む顎顔面再建術にも応用され得る。

【0020】

これに併せて、神経損傷や上顎洞疾患などの従来のインプラントが持っていた合併症も減らすことができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法の全体工程図である。

【図2】本発明の実施形態によってデザインされた上顎及び下顎の骨面インプラントの構造を示す画像である。

【図3】図２に示された骨面インプラントに補綴物が結合された状態を示す図である。

【図4】本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラント手術がされた状態の画像である。

【図5】本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントが欠損部位に沿って手術を施された画像である。

【図6】本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントが欠損部位に沿って手術を施された画像である。

【図7】本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントが欠損部位に沿って手術を施された画像である。

【図8】本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントが欠損部位に沿って手術を施された画像である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本発明で使われる用語は、できるだけ現在広く使われる一般的な用語を選択したが、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合は、単純な用語の名称ではなく、発明を実施するための具体的な内容に記載されるか、或いは使用された意味に鑑みてその意味が把握されなければならない。

【0023】

以下、添付図面に示された好適な実施形態を参照して、本発明の技術的構成を詳しく説明する。

【0024】

これに関連して、まず、図１は、本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法を示す全体工程図であり、図２は、本発明の実施形態によってデザインされた上顎及び下顎の骨面インプラントの構造を示す画像であり、図３は、図２に示された骨面インプラントに補綴物が結合された状態図であり、図４は、本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラント手術がされた状態の画像である。

【0025】

前記図１～図４を参照すると、本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法は、患者の欠損顎骨及び口腔状態をＣＴ撮影するステップＳ１００を含む。

【0026】

この時、前記患者の欠損顎骨及び口腔状態をＣＴ撮影するステップＳ１００は、患者の口腔状態によって撮影方式を異にする。

【0027】

より具体的には、患者の状態が部分無歯顎の場合、歯の咬合状態で撮影し、完全無歯顎の場合、顆頭安定位を設定して撮影し、完全無歯顎患者は、仮入れ歯またはその他の装置を用いて下顎のＣＲ（Ｃｅｎｔｒｉｃ Ｒｅｌａｔｉｏｎ）位を設定してＣＴを撮影する。

【0028】

この際、患者の欠損顎骨及び口腔状態をＣＴ撮影するステップは、ＣＢＣＴソフトウェアを用いてＤＩＣＯＭファイルの形態で保存される。

【0029】

一方、本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法は、上述した患者の欠損顎骨及び口腔状態をＣＴ撮影するステップ（Ｓ１００）の後に、撮影された画像を利用して患者の顎骨の３Ｄ模型を抽出するステップ（Ｓ２００）を含む。

【0030】

より具体的には、前記撮影された画像を利用して患者の顎骨の３Ｄ模型を抽出するステップ（Ｓ２００）は、患者のＣＴのＤＩＣＯＭファイルをソフトウェアに読み込んだ後、グレースケールを調整してスキャッターリング（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）およびアーチファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）を取り除き、無歯顎部の表面が最大限うまく反映されるように設定した上で、デザインファイルであるＳＴＬファイルとして抽出する過程からなる。

【0031】

一方、本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法は、無歯顎部位における歯の配列とアバットメントの位置を設定するステップ（Ｓ３００）を含む。

【0032】

前記無歯顎部位における歯の配列とアバットメントの位置を設定するステップ（Ｓ３００）について詳しく説明すると、前記無歯顎部位における歯の配列とアバットメントの位置を設定するステップ（Ｓ３００）は、患者の無歯顎部位に理想的な形態の歯牙をデザインして位置付ける。

【0033】

この時、あらかじめデザインされているアバットメントのＳＴＬファイルをインプラントプラニング（ｐｌａｎｎｉｎｇ）ソフトウェアに読み込んだ後、配列された歯牙と無歯顎状態を考慮して位置を設定する。

【0034】

一方、本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法は、前記アバットメントが一体に設けられ、患者の前記無歯顎部位の骨面と接するように骨面インプラントをデザインするステップ（Ｓ４００）を含む。

【0035】

この時、前記骨面インプラント１１０、１２０は、前述したように、補綴物１１３、１２３の固定のためのアバットメント１１２、１２２が一体に設けられ、前記無歯顎部位の表面に接触した状態で前記骨面インプラント１１０、１２０を顎骨に固定するための複数個の穴１１１、１２１が形成される。

【0036】

この時、前記穴１１１、１２１は、前記骨面インプラント１１０、１２０を顎骨に固定するためのスクリューが挿入される空間であって、前記穴１１１、１２１に挿入されたスクリューは、前記骨面インプラント１１０、１２０を顎骨に安定に固定する役割を果たす。

【0037】

一方、前記図２～図４に示された骨面インプラントは、本発明の一実施形態に過ぎず、前記図２～図４に示された骨面インプラントが本発明によってデザインされた骨面インプラントに限定されない。

【0038】

これは、前記骨面インプラントが前述のように患者オーダーメード型に製作されたものであって、患者ごとに口腔状態、歯の配列もしくは無歯顎の範囲がそれぞれ異なるためである。

【0039】

したがって、本発明による３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法は、患者に合わせて患者オーダーメード型骨面インプラントの製作が可能であり、これにより種々のデザインの骨面インプラントが製作されることができる。

【0040】

これに関連して図５～図８を参照すれば、図５は、上顎の小臼歯に適用された骨面インプラントを、図６は、上顎の臼歯部に適用された骨面インプラントを、図７は、上顎の前歯に適用された骨面インプラントを、図８を下顎の臼歯部に適用された骨面インプラントを、それぞれ示す。前記図５～図８に示されているように、患者の欠損部位別または口腔状態別にいろいろな骨面インプラントのデザインが可能である。

【0041】

一方、本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法は、デザインされた前記骨面インプラントを３Ｄプリンターで出力するステップ（Ｓ５００）を含む。

【0042】

この時、前記デザインされた前記骨面インプラントを３Ｄプリンターで出力するステップ（Ｓ５００）は、種々の素材を利用して出力できるが、本発明の実施形態においては、ＡＳＴＭ Ｆ１３６、ＡＳＴＭ Ｆ６７、ＡＳＴＭ Ｆ７５、ＡＳＴＭ Ｆ１５３７系の金属合金のうちのいずれか一つまたは超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ；Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）を利用して出力される。

【0043】

この際、前記ＡＳＴＭ Ｆ１３６及びＡＳＴＭ Ｆ６７はチタン合金であり、ＡＳＴＭ Ｆ７５及びＡＳＴＭ Ｆ１５３７はコバルトクロム合金である。

【0044】

ただし、本発明の最も好適な実施形態においては、前記ＡＳＴＭ Ｆ１３６系の金属を利用し、その理由は、次のとおりである。

【0045】

まず、前記ＡＳＴＭ Ｆ１３６系の金属は、下記表１のような組成からなる。

【0046】

【表1】

【0047】

前記ＡＳＴＭ Ｆ１３６系の金属は、前記表１に示した組成によって、下記表２に示した優れた機械的特性を持つ。

【0048】

【表2】

【0049】

前記表２に示すように、前記ＡＳＴＭ Ｆ１３６系の金属は、優れた機械的特性だけではなく、耐食性、加工性、高い比強度などの優れた特性があるため、医療用材料として好適である。

【0050】

一方、前記デザインされた前記骨面インプラントを３Ｄプリンターで出力するステップ（Ｓ５００）は、多様な３Ｄプリンター方式を利用することができるが、本発明の実施形態では、電子ビーム溶解法（ＥＢＭ）、選択的レーザー溶融法（ＳＬＭ）または指向性エネルギー堆積法（ＤＥＤ）の中から選ばれたいずれか一つを利用することができる。

【0051】

一方、前述した３Ｄプリンター方式の各特性は、下記表３の通りである。

【0052】

【表3】

【0053】

一方、本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法によって製造されたインプラントは、患者の無歯顎部位に粘膜と骨膜を挙上し、患者の状態に合わせて製造されたインプラントを挿入した後、スクリューで固定する手術（Ｓ６００）を介して患者オーダーメード型で提供され、手術後印象採得して製作された補綴物（Ｓ７００）を前記図３及び図４に示されたアバットメントに結合する。

【0054】

その結果、本発明の実施形態による３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法は、上述した技術的構成により、まず、顎骨と軟組織が不足している患者のために、ＣＡＤと３Ｄプリント技術を利用してインプラントを容易かつ迅速に製作することができ、歯を復元するための後ほどのステップをあらかじめ準備することができる。

【0055】

また、既存のインプラントに比べて治療期間が大幅に短縮され、既存の歯根型インプラントの埋植のために、骨移植などの侵襲的な術式を行うことなく歯科用インプラントだけでなく、眼窩などを含む顎顔面再建術にも応用され得る。

【0056】

これに併せて、神経損傷や上顎洞の疾患などの従来のインプラントが持っていた合併症も減らすことができるという優秀な効果がある。

【0057】

以上述べたように、本発明は好適な実施形態を挙げて図示し説明したが、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって多様な変更と修正が可能であるというべきである。

【符号の説明】

【0058】

１１０ 上顎の骨面インプラント
１１１ 穴
１１２ アバットメント
１１３ 補綴物
１２０ 下顎の骨面インプラント
１２１ 穴
１２２ アバットメント
１２３ 補綴物

【要約】

【課題】本発明は、３Ｄ積層造形の骨面インプラントの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、患者の欠損顎骨及び口腔状態をＣＴ撮影するステップと、撮影された画像を利用して患者の顎骨の３Ｄ模型を抽出するステップと、無歯顎部位における歯の配列とアバットメントの位置を設定するステップと、前記アバットメントが一体に設けられ、患者の前記無歯顎部位の骨面と当接するように骨面インプラントをデザインするステップと、デザインされた前記骨面インプラントを３Ｄプリンターで出力するステップと、を含む。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】