KR101943044B1 - 임플란트 연마기 및 이를 이용한 임플란트 연마방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임플란트 연마기 및 이를 이용한 임플란트 연마방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 장치의 기반을 형성하는 베드와, 상기 베드 상에 고정되는 컬럼과, 상기 베드 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 지지부와, 상기 컬럼 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 연마부를 포함하고, 상기 지지부는, X축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 베드 상에 연결되며, 상기 연마부는, Y축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 컬럼 상에 연결되는 것을 특징으로 하는, 임플란트 연마기 및 이를 이용한 임플란트 연마방법에 관한 것이다.

Description

임플란트 연마기 및 이를 이용한 임플란트 연마방법 {Implant Grinding Machine And Implant Grinding Method Using The Same}

본 발명은 임플란트 연마기 및 이를 이용한 임플란트 연마방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 장치의 기반을 형성하는 베드와, 상기 베드 상에 고정되는 컬럼과, 상기 베드 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 지지부와, 상기 컬럼 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 연마부를 포함하고, 상기 지지부는, X축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 베드 상에 연결되며, 상기 연마부는, Y축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 컬럼 상에 연결되는 것을 특징으로 하는, 임플란트 연마기 및 이를 이용한 임플란트 연마방법에 관한 것이다.

인공관절치환수술 등에 사용되는 임플란트는 임플란트로 대체되는 환자의 신체 부위에 상응하는 해부학적 형상을 가져야 하는바, 그 가공에 있어서 많은 어려움이 따르게 된다. 환자의 해부학적 형상은 정형화된 형태가 아니라 비정형화된 형태로 다양한 곡률에 의해 특이한 형상을 가지기 때문이다.

도 1은 슬관절치환수술에 사용되는 임플란트 중 대퇴골요소에 관한 도면이다. 도 1을 참고하여 설명하면, 상기 대퇴골요소(F)는 대퇴골의 원위부의 형상과 상보적이 형상을 가지고 컷팅된 대퇴골 원위부 자리에 결합되어 관절 운동을 하는 구성을 말한다. 환자의 생물학적 관절 운동을 제대로 구현하기 위해서는 무엇보다도 상기 대퇴골요소(F)와 같은 임플란트의 정확한 가공이 중요하다고 할 것이다. 하지만 종래에는 임플란트를 연마하는데 특화된 별도의 장치가 마련되어 있지 않고, 일반적인 공작 기계를 사용하여 임플란트를 제작하였기 때문에 수술의가 원하는 정교한 형상의 임플란트 제작이 어려웠다.

이러한 문제로 인하여 임플란트 제작을 인간의 수작업으로 진행하는 방법이 고려되었으나, 이는 임플란트 하나을 제작하는 데에 많은 시간과 노고를 필요로 하였으며, 만들어지는 임플란트의 완성도가 작업자의 숙련도, 정교함 등에 영향을 받다보니 완성된 임플란트 각각의 형상이나 품질이 균일하지 못하는 문제가 있었다.

도 2는 종래 기술인 캠 연마기에 관한 도면이다. 이는 한국등록특허공보 제10-0464290호(2005.01.03)에 개시되어 있다. 캠(Cam)이란, 다양한 기계장치에서 회전운동을 직선운동으로 전환시키기 위하여 설치되는 기계구성요소를 말하는 것으로, 도 2의 종래 기술은 이러한 캠을 제작하는데 사용하는 연마기에 관한 것이다. 상기 종래 기술(90)은, 고정부(91)를 지지하는 X축이동플레이트(911)가 X축베이스(913) 상에서 X축을 따라 슬라이드 이동 가능하게 결합되고, 연마부(93)를 지지하는 Y축이동플레이트(931)가 Y축베이스(933) 상에서 Y축을 따라 슬라이드 이동가능하게 결합된다.

이러한 캠 연마기(90)의 경우, 단순한 형상을 가지는 캠을 제작하는데에는 용이한 장치일 수는 있어도, 캠과 비교가 되지 않을 정도로 복잡하고, 다양한 곡률을 가진 임플란트를 제작하는데 있어서 단순히 X축과 Y축 이동만이 가능한 연마기로는 제대로 된 임플란트 연마작업을 수행할 수 없다.

뿐만 아니라, 캠과 같이 대략 그 형상이 일정한 피삭물의 경우, 그 중심을 잡기 용이하고, 이로 인해 연마과정에서 피삭물의 고정이 어렵지 않으나, 정형화 되지 않은 임플란트의 경우, 그 형상이 일정하지 않아, 그 중심을 잡기 용이치 않고, 이로 인해 연마과정에서 피삭물을 고정하는 방법이 어렵게 된다.

따라서 인체의 해부학적 형상에 상보적인 형상으로 복잡한 형상을 가지는 임플란트를 연마하기 위해서 다축 이동이 가능하여 다자유도를 가지고, 피삭물인 임플란의 안정된 파지 및 고정이 가능한 연마기의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 장치의 기반을 형성하는 베드와, 상기 베드 상에 고정되는 컬럼과, 상기 베드 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 지지부와, 상기 컬럼 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 연마부를 구성하여, 부분마다 상이한 곡률을 가지고 있고 복잡하고 정교한 곡면처리를 요하는 임플란트를 제작하는 과정에서 다자유도를 가지는 지지부와 연마부로 임플란트 가공의 용이성과 정확성을 더욱 확보하는 임플란트 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, X축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 베드 상에 연결되는 지지부를 구성하여, 지지부 자체의 다양한 이동 및 회전을 도모하여 임플란트의 위치 설정을 보다 다양하게 구현해 내는 임플란트 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 동력을 전달하는 주축부와, 상기 주축부에 일단이 연결되며 임플란트를 고정하는 고정부와, 상기 고정부의 타단에 연결되는 심압부를 포함하는 지지부를 구성하여, 고정부에 임플란트를 용이하게 파지시키고, 상기 고정부의 일단에는 주축부를, 상기 고정부의 타단에는 심압부를 두어 주축부에 의한 고정부의 회전을 가능하게 하는 임플란트 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 임플란트의 접합면과 상보적인 형상을 가지는 고정부를 구성하여, 상기 고정부 상에 임플란트의 정확한 위치설정을 도모할 수 있는 임플란트 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 임플란트를 콜렛방식으로 고정하여, 고정부에 의해 파지되는 임플란트 부분이 다양하게 구성되더라도 이를 용이하게 파지하여 강하게 고정할 수 있도록 하는 임플란트 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 임플란트를 파지하는 지그와, 상기 지그의 외주형상과 상보적인 형상의 공간을 형성하며 상기 지그를 수용하는 지그홀을 구성하여, 상기 지그홀에 삽입된 상기 지그를 통해 임플란트를 콜렛방식으로 고정하는 임플란트 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 테이퍼진 경사면과, 임플란트의 일부분을 파지하도록 내측에 빈 공간을 형성하는 내측홀과, 상기 내측홀을 중심으로 사방으로 연통된 슬롯을 포함하는 지그를 구성하여, 경사면을 통해 지그가 지그홀에 용이하고 견고하게 고정되도록 하며, 상기 슬롯에 의해 소정의 범위 내에서 늘어나거나 줄어드는 지그 내측홀의 직경으로 임플란트를 용이하게 삽입하고 강하게 고정하는 임플란트 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, Y축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 컬럼 상에 연결되는 연마부를 구성하여, 연마부 자체의 다양한 이동 및 회전을 도모함으로써 임플란트의 연마를 정확하고 용이하게 수행하는 임플란트 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 컬럼 상에서 Z축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 컬럼과 연결된 Z축슬라이더와, Y축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 Z축슬라이더와 연결된 Y축슬라이더와, 상기 Y축슬라이더에 Y축방향을 중심으로 회전 가능하게 연결되며 임플란트의 관절면을 가공하는 연마휠이 포함된 스핀들을 포함하는 연마부를 구성하여, Z축슬라이더에 의해 스핀들의 Z축 이동이 가능해 지고, Z축 상의 임의의 지점에서도 Z축슬라이더에 연결된 Y축슬라이더에 의해 스핀들의 Y축 이동이 가능한 임플란트 연마기를 제공하는 것이다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 장치의 기반을 형성하는 베드와, 상기 베드 상에 고정되는 컬럼과, 상기 베드 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 지지부와, 상기 컬럼 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 연마부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 지지부는, X축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 베드 상에 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 지지부는, 동력을 전달하는 주축부와, 상기 주축부에 일단이 연결되며 임플란트를 고정하는 고정부와, 상기 고정부의 타단에 연결되는 심압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 고정부는, 임플란트의 안착이 용이하도록 임플란트의 접합면과 상보적인 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 고정부는, 임플란트를 콜렛방식으로 고정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 고정부는, 임플란트를 파지하는 지그와, 상기 지그의 외주형상과 상보적인 형상의 공간을 형성하며 상기 지그를 수용하는 지그홀을 포함하여, 상기 지그홀에 삽입된 상기 지그를 통해 임플란트를 콜렛방식으로 고정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 지그는, 테이퍼진 경사면과, 임플란트의 일부분을 파지하도록 내측에 빈 공간을 형성하는 내측홀과, 상기 내측홀을 중심으로 사방으로 연통된 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 연마부는, Y축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 컬럼 상에 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 연마부는, 상기 컬럼 상에서 Z축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 컬럼과 연결된 Z축슬라이더와, Y축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 Z축슬라이더와 연결된 Y축슬라이더와, 상기 Y축슬라이더에 Y축방향을 중심으로 회전 가능하게 연결되며 임플란트의 관절면을 가공하는 연마휠이 포함된 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 장치의 기반을 형성하는 베드 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 지지부에 임플란트를 고정하는 임플란트고정단계와, 상기 지지부를 다축이동 및/또는 회전시켜 원하는 위치에 위치설정하는 지지부위치설정단계와, 상기 베드에 고정되는 컬럼 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 연마부를 상기 임플란트에 근접이동시키는 연마부이동단계와, 연마휠을 임플란트에 접촉시켜 임플란트의 관절면을 형성하는 연마단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 지지부는, X축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 베드 상에 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 지지부는, 동력을 전달하는 주축부와, 상기 주축부에 일단이 연결되며 임플란트를 고정하는 고정부와, 상기 고정부의 타단에 연결되는 심압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 고정부는, 임플란트의 안착이 용이하도록 임플란트의 접합면과 상보적인 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 고정부는, 임플란트를 콜렛방식으로 고정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 고정부는, 임플란트를 파지하는 지그와, 상기 지그의 외주형상과 상보적인 형상의 공간을 형성하며 상기 지그를 수용하는 지그홀을 포함하여, 상기 지그홀에 삽입된 상기 지그를 통해 임플란트를 콜렛방식으로 고정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 지그는, 테이퍼진 경사면과, 임플란트의 일부분을 파지하도록 내측에 빈 공간을 형성하는 내측홀과, 상기 내측홀을 중심으로 사방으로 연통된 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 연마부는, Y축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 컬럼 상에 연결되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 연마부는, 상기 컬럼 상에서 Z축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 컬럼과 연결된 Z축슬라이더와, Y축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 Z축슬라이더와 연결된 Y축슬라이더와, 상기 Y축슬라이더에 Y축방향을 중심으로 회전 가능하게 연결되며 임플란트의 관절면을 가공하는 연마휠이 포함된 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 장치의 기반을 형성하는 베드와, 상기 베드 상에 고정되는 컬럼과, 상기 베드 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 지지부와, 상기 컬럼 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 연마부를 구성하여, 부분마다 상이한 곡률을 가지고 있고 복잡하고 정교한 곡면처리를 요하는 임플란트를 제작하는 과정에서 다자유도를 가지는 지지부와 연마부로 임플란트 가공의 용이성과 정확성을 더욱 확보하는 임플란트 연마기를 제공하는 효과를 가진다.

본 발명은, X축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 베드 상에 연결되는 지지부를 구성하여, 지지부 자체의 다양한 이동 및 회전을 도모하여 임플란트의 위치 설정을 보다 다양하게 구현해 내는 임플란트 연마기를 제공하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 동력을 전달하는 주축부와, 상기 주축부에 일단이 연결되며 임플란트를 고정하는 고정부와, 상기 고정부의 타단에 연결되는 심압부를 포함하는 지지부를 구성하여, 고정부에 임플란트를 용이하게 파지시키고, 상기 고정부의 일단에는 주축부를, 상기 고정부의 타단에는 심압부를 두어 주축부에 의한 고정부의 회전을 가능하게 하는 임플란트 연마기를 제공하는 효과가 있다.

본 발명은, 임플란트의 접합면과 상보적인 형상을 가지는 고정부를 구성하여, 상기 고정부 상에 임플란트의 정확한 위치설정을 도모할 수 있는 임플란트 연마기를 제공하는 효과가 있다.

본 발명은, 임플란트를 콜렛방식으로 고정하여, 고정부에 의해 파지되는 임플란트 부분이 다양하게 구성되더라도 이를 용이하게 파지하여 강하게 고정할 수 있도록 하는 임플란트 연마기를 제공하는 효과를 가진다.

본 발명은, 임플란트를 파지하는 지그와, 상기 지그의 외주형상과 상보적인 형상의 공간을 형성하며 상기 지그를 수용하는 지그홀을 구성하여, 상기 지그홀에 삽입된 상기 지그를 통해 임플란트를 콜렛방식으로 고정하는 임플란트 연마기를 제공하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 테이퍼진 경사면과, 임플란트의 일부분을 파지하도록 내측에 빈 공간을 형성하는 내측홀과, 상기 내측홀을 중심으로 사방으로 연통된 슬롯을 포함하는 지그를 구성하여, 경사면을 통해 지그가 지그홀에 용이하고 견고하게 고정되도록 하며, 상기 슬롯에 의해 소정의 범위 내에서 늘어나거나 줄어드는 지그 내측홀의 직경으로 임플란트를 용이하게 삽입하고 강하게 고정하는 임플란트 연마기를 제공하는 효과가 있다.

본 발명은, Y축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 컬럼 상에 연결되는 연마부를 구성하여, 연마부 자체의 다양한 이동 및 회전을 도모함으로써 임플란트의 연마를 정확하고 용이하게 수행하는 임플란트 연마기를 제공하는 효과를 가진다.

본 발명은, 상기 컬럼 상에서 Z축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 컬럼과 연결된 Z축슬라이더와, Y축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 Z축슬라이더와 연결된 Y축슬라이더와, 상기 Y축슬라이더에 Y축방향을 중심으로 회전 가능하게 연결되며 임플란트의 관절면을 가공하는 연마휠이 포함된 스핀들을 포함하는 연마부를 구성하여, Z축슬라이더에 의해 스핀들의 Z축 이동이 가능해 지고, Z축 상의 임의의 지점에서도 Z축슬라이더에 연결된 Y축슬라이더에 의해 스핀들의 Y축 이동이 가능한 임플란트 연마기를 제공하는 효과를 도출한다.

도 1은 슬관절치환수술에 사용되는 임플란트 중 대퇴골요소에 관한 도면.
도 2는 종래 기술인 캠 연마기에 관한 도면.
도 3은 본 발명인 임플란트 연마기에 관한 도면.
도 4는 지지부의 X축이동을 도시한 도면.
도 5는 지지부의 Z축이동을 도시한 도면.
도 6은 지지부의 회전을 도시한 도면.
도 7은 고정부를 도시한 도면.
도 8은 도 7의 고정부를 분해한 도면.
도 9는 연마부의 Z축이동을 도시한 도면.
도 10은 연마부의 Y축이동을 도시한 도면.
도 11은 연마부의 회전을 도시한 도면.
도 12는 본 발명인 임플란트 연마방법에 관한 도면.
도 13은 본 발명의 사용상태도.

이하에서는 본 발명에 따른 임플란트 연마기 및 이를 이용한 임플란트 연마방법의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에서 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에서 사용된 정의에 따른다.

도 3은 본 발명인 임플란트 연마기에 관한 도면이다. 도 3을 참고하여 설명하면, 임플란트 연마기(1)란, 인공관절치환수술 등에 사용되는 임플란트를 제작하는 과정에서 대략적인 크기 및 모양을 갖춘 임플란트를 최종 연마하는 과정에 사용되는 장치를 가리킨다. 일반적으로 환자의 몸에 이식되는 임플란트는 신체 거부반응이 없으면서 소정의 강도가 발현될 수 있는 생체 금속, 바람직하게는 코발트크롬합금 등에 의해 제조될 수 있다. 이러한 임플란트는 신체에 이식되었을 때 자연스러운 운동을 구현할 수 있어야 하는바, 가공 과정에서 해부학적 형상에 상응하는 매끄러운 관절면을 정확히 구현해 내는 것이 무엇보다 중요하다. 임플란트 제작과정에서 각종 이물질이 붙거나 표면이 거칠어진 문제 등을 해결하기 위해 본 발명인 임플란트 연마기(1)가 필요하게 된다. 이러한 임플란트 연마기(1)는 베드(10), 컬럼(30), 지지부(50), 연마부(70)를 포함한다.

상기 베드(10)는, 장치의 기반을 형성하는 구성을 말한다. 상기 임플란트 연마기(1)를 구성하는 구성요소들은 상기 베드(10) 상에 설치되므로, 상기 베드(10)는 임플란트 연마기(1)의 각종 구성을 지지할 수 있는 구조를 갖도록 형성됨이 바람직하다. 도 3에 도시된 베드(10)의 형태는 베드(10)의 일 예에 해당하는 것이며, 전술한 기능을 수행할 수 있는 것이라면 이와 달리 얼마든지 다양한 형태로 구성될 수 있다.

상기 컬럼(30)은, 상기 베드(10) 상에 고정되는 구성을 말한다. 후술하겠지만, 상기 컬럼(30) 상에는 연마부(70)가 결합될 수 있고, 상기 컬럼(30) 상에서 연마부(70)는 자유로운 움직임을 가지면서 지지부(50)에 고정된 임플란트에 접근할 수 있어야 한다. 상기 베드(10)와 상기 컬럼(30)이 독립적으로 떨어져 구성된다면, 임플란트가 고정된 지지부(50) 근처로 연마부(70)의 접근이 어려울 수 있는바, 바람직하게는 상기 컬럼(30)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 베드(10) 상에서 수직으로 세워지는 형태가 됨이 바람직할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 컬럼(30)은 후술할 연마부(70)의 Z축이동을 가이드할 수 있어야 하는바, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 베드(10) 상의 일단에서 타단으로 수평하게 형성된 수평부재(31)와, 상기 수평부재(31)를 떠받드는 한 쌍의 수직부재(33)로 구성될 수 있다.

상기 지지부(50)는, 상기 베드(10) 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 구성을 말한다. 상기 지지부(50)의 다축이동이란, 바람직하게는, X축이동, Z축이동을 가리킨다. 도 4 및 도 5를 참고하여 설명하면, 상기 지지부(50)는 상기 베드(10) 상에서 X축 방향으로 직선운동이 가능할 뿐만 아니라, 상기 베드(10) 상에서 Z축 방향으로도 직선운동이 가능하도록 구성될 수 있다. 상기 지지부(50)는 고정된 채로, 후술할 연마부(70)만의 움직임으로 임플란트의 가공을 진행하는 방법을 고려할 수 있겠으나, 임플란트는 복잡한 곡면처리와 부분마다 상이한 곡률을 가지고 있기에, 연마부(70)의 움직임만으로는 환자의 해부학적 형상을 정확히 구현해 내기가 어려울 수 있다. 따라서 임플란트를 고정하는 지지부(50)의 다축이동을 가능하게 함으로써 임플란트 가공의 용이성과 정확성은 더욱 높아질 수 있게 된다.

또한 도 6을 참고하여 설명하면, 상기 지지부(50)는 상기 베드(10) 상에 Y축 방향을 회전중심으로 하여 회전이 가능하게 구성될 수 있다. 상기 회전은 시계방향회전과 반시계방향회전을 모두 포함하는 광의의 개념이다. 다양한 곡률을 가진 임플란트는 복잡한 관절면을 가지기 때문에 정해진 일정 위치에서의 연마만으로 고른 연마를 기대하기 어렵게 된다. 따라서 상기 지지부(50) 자체의 회전을 도모하여 임플란트의 위치 설정을 보다 다양하게 구현해 낼 수 있다.

상기 지지부(50)의 다축이동 및 회전운동을 구현하는 구성에 관하여 이를 어느 특정한 구성으로 한정하는 것은 아니며, 공지된 또는 공지될 다양한 기술이 모두 적용될 수 있다.

이러한 상기 지지부(50)는, 주축부(51), 고정부(53), 심압부(55)를 포함한다.

상기 주축부(51)는, 동력을 전달하는 구성으로, 후술할 고정부(53)에 회전 동력을 전달하여 임플란트를 파지하는 고정부(53)를 원하는 위치에 맞게 회전시킬 수 있도록 한다. 전술한 지지부(50)의 회전은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 베드(10) 상에서 Y축 방향을 회전중심으로 한 지지부(50) 전체의 회전을 뜻하며, 상기 주축부(51)의 회전은 일단은 상기 주축부(51)에 연결되고 타단은 후술할 심압부(55)에 연결된 고정부(53)를, 마주보도록 형성된 상기 주축부(51)와 후술할 심압부(55)를 연결하는 가상의 선을 회전 중심으로 하여 후술할 고정부(53)를 회전시키는 것으로, 양자는 엄연히 구분되는 개념이다. 상기 주축부(51)를 통해 임플란트는 후술할 연마부(70)가 용이한 연마를 수행할 수 있도록 회전을 하며 그 위치가 조정될 수 있다.

상기 고정부(53)는, 상기 주축부(51)에 일단이 연결되며 임플란트를 고정하는 구성을 말한다. 도 7에 도시된 내용을 참고하면, 상기 고정부(53)는 임플란트의 고정부(53) 상의 안착이 용이하도록 임플란트의 접합면과 상보적인 형상을 가지도록 구성됨이 바람직하다. 임플란트의 접합면이란, 상기 고정부(53) 상에, 임플란트가 후술할 지그(531) 등에 의해 파지되어 고정될 때, 임플란트의 면 가운데서 상기 고정부(53)와 접하게 되는 면을 총칭하는 개념이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 임플란트의 접합면과 상보적인 형상을 가지도록 상기 고정부(53)를 구성함으로써, 상기 고정부(53) 상에 임플란트의 정확한 위치설정을 도모할 수 있다.

상기 고정부(53)와 임플란트의 고정방식과 관련하여 이를 어느 특정개념으로 한정하는 것은 아니지만, 바람직하게는 상기 고정부(53)는 임플란트를 콜렛(Collet) 방식으로 고정할 수 있다. 이를 위해 상기 고정부(53)는 지그(531), 지그홀(533)을 포함한다. 이하에서는 도 8을 참고하여 설명하도록 한다.

상기 지그(531)는, 임플란트를 파지하는 구성으로, 도 8을 참고하여 설명하면, 상기 지그(531)는, 테이퍼진 경사면(5311)을 가지고, 임플란트의 일부분을 파지하도록 내측에 빈 공간을 형성하는 내측홀(5313)과, 상기 내측홀(5313)을 중심으로 사방으로 연통된 슬롯(5315)을 포함한다. 상기 슬롯(5315)에 의해 지그(531)의 내측홀(5313)의 직경은 소정의 범위 내에서 늘어나거나 줄어들 수 있다. 임플란트 가운데서 대퇴골요소(F)를 예로 들어 설명하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 대퇴골요소(F)는 환자의 대퇴골 원위부 상에 고정될 수 있도록 한 쌍의 페그(Peg)가 돌출형성되는 것이 일반적이다. 이러한 대퇴골요소(F)의 페그(Peg)를 지그홀(533)에 삽입된 지그(531)의 내측홀(5313)로 삽입하게 되면, 상기 내측홀(5313)에 상기 페그(P)가 안착되고, 대퇴골요소(F)의 접합면과 상보적인 형상을 가지는 고정부(53) 상의 계획된 위치에 상기 대퇴골요소(F)가 위치설정된다. 이후 체결수단(미도시)을 사용하여 상기 지그(531)를 조이게 되면, 상기 지그(531)의 슬롯(5315)의 간격이 좁아지면서 페그(P)를 강하게 붙잡게 되어 상기 지그(531)로부터 페그의 이탈을 방지하고, 이는 결국 고정부(53)로부터 대퇴골요소(F)가 강하게 결합할 수 있도록 한다.

상기 지그홀(533)은, 상기 지그(531)의 외주형상과 상보적인 형상의 공간을 형성하며 상기 지그(531)를 수용하는 구성을 말한다. 상기 지그홀(533)의 개수는 고정부(53)에 고정되는 임플란트의 종류 등에 따라 달라질 수 있다. 전술한 대퇴골요소(F)를 예로 들면, 대퇴골요소(F)에서 지그(531)가 결합되는 곳은 대퇴골요소(F)에 돌출형성된 한 쌍의 페그(P)인 바, 상기 페그(P)에 대응하는 고정부(53)의 위치상에 상기 지그홀(533)이 형성될 수 있다. 도 8에 도시된 내용은 대퇴골요소(F)를 예를 들어 설명하고 있지만, 임플란트의 종류 등이 달라지면, 임플란트의 접합면과 상보적인 형상을 가지는 상기 고정부(53)의 형상도 달라지고, 상기 지그홀(533)의 위치 등도 얼마든지 달라질 수 있으며, 본 발명은 이러한 모든 개념을 포함하는 것이라고 하겠다.

상기 심압부(55)는, 상기 고정부(53)의 타단에 연결되는 구성을 말한다. 상기 고정부(53)의 일단은 동력을 전달하는 상기 주축부(51)에 연결되고, 상기 고정부(53)의 타단은 상기 심압부(55)에 연결되어, 임플란트가 파지된 상기 고정부(53)는 상기 주축부(51)와 상기 심압부(55) 사이에서 회전 가능하도록 견고하게 지지된다. 이러한 심압부(55)의 형상과 관련하여 이를 어느 특정한 개념으로 한정하는 것은 아니며, 전술한 기능을 수행할 수 있는 것이라면 얼마든지 다양한 형태로 구성될 수 있다.

상기 연마부(70)는, 상기 컬럼(30) 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되어 상기 고정부(53)에 결합된 임플란트를 연마하는 구성을 말한다. 상기 연마부(70)의 다축이동이란, 바람직하게는 Y축이동, Z축이동을 가리킨다. 도 9 및 도 10을 참고하면, 상기 연마부(70)는 상기 컬럼(30) 상에서 Y축 방향으로 직선운동이 가능할 뿐만 아니라, 상기 컬럼(30) 상에서 Z축 방향으로도 직선운동이 가능하도록 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 지지부(50)가 다양한 자유도를 가지지만, 피삭물인 임플란트의 움직임과는 별도로, 직접적인 연마를 수행하는 상기 연마부(70)의 자유로운 움직임이 없다면, 임플란트의 복잡한 관절면을 제대로 구현해 낼 수 없기 때문이다. 따라서 상기 지지부(50)의 다자유도와는 별도로, 상기 연마부(70)의 다축이동을 가능하게 함으로써 임플란트 가공의 용이성과 정확성은 더욱 높아질 수 있다.

또한 도 11에 도시된 내용을 참고하면, 상기 연마부(70)는 상기 컬럼(30) 상에 Y축 방향을 회전중심으로 하여 회전이 가능하도록 구성될 수 있다. 상기 회전은 시계방향회전과 반시계방향회전을 모두 포함하는 광의의 개념이다. 다양한 곡률을 가진 임플란트는 복잡한 관절면을 가지기 때문에 정해진 일정 위치에서의 연마만으로 고른 연마를 기대하기 어렵다. 따라서 상기 지지부(50) 자체의 회전과는 별도로 상기 연마부(70)의 회전을 도모하여 임플란트의 정교한 연마가 가능해진다. 상기 지지부(50)의 경우 지지부(50)를 이루는 주축부(51) 및 심압부(55)가 그 사이에 고정부(53)를 양 측단에서 지지하고 있는바, 주축부(51), 고정부(53) 및 심압부(55)를 포함하는 지지부(50) 자체의 회전을 도모할 필요가 있었으나, 상기 연마부(70)의 경우, 직접 연마를 수행하는 연마휠이 포함된 후술할 스핀들(77) 자체의 회전만을 고려할 수도 있다.

상기 연마부(70)의 다축이동 및 회전운동을 구현하는 구성에 관하여 이를 어느 특정한 구성으로 한정하는 것은 아니며, 공지된 또는 공지될 다양한 기술이 모두 적용될 수 있다.

이러한 상기 연마부(70)는, Z축슬라이더(71)와, Y축슬라이더(73)와, 회전축부(75)와, 스핀들(77)를 포함한다.

상기 Z축슬라이더(71)는, 상기 컬럼(30) 상에서 Z축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 컬럼(30)과 연결된 구성을 말한다. Z축 이동을 위해 바람직하게는 상기 Z축슬라이더(71)는 상기 컬럼(30)의 수평부재(31)를 따라 이동할 수 있으며, 상기 수평부재(31)의 측면에 연결되어 이동할 경우, 중력으로 인해 이탈 가능성이 높아질 수 있는바, 보다 바람직하게는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 컬럼(30)의 수평부재(31) 상면에서 Z축이동을 하도록 구성될 수 있다. 상기 Z축슬라이더(71)의 상기 컬럼(30) 상에서의 이동을 구현하는 구성과 관련하여서는 이를 어느 특정한 구성으로 한정하는 것은 아니며, 공지된 또는 공지될 다양한 기술이 모두 적용될 수 있다.

상기 Y축슬라이더(73)는, Y축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 Z축슬라이더(71)와 연결된 구성을 말한다. 연마휠을 포함하여 직접적인 연마를 수행하는 후술할 스핀들(77)이 도 9에 도시된 바와 같이 Z축방향을 따라 이동하는 것뿐만 아니라, 도 10에 도시된 바와 같이 Y축방향으로도 이동할 수 있도록 하기 위해서는, 상기 Y축슬라이더(73)는 상기 컬럼(30)상에 결합되는 것이 아닌, 상기 Z축슬라이더(71) 상에 결합 되도록 구성함이 바람직할 수 있다. 그렇게 함으로써, Z축슬라이더(71)에 의해 스핀들(77)은 Z축 이동이 가능해 지고, Z축 상의 임의의 지점에서도 Z축슬라이더(71)에 연결된 상기 Y축슬라이더(73)에 의해 Y축 이동이 가능해질 수 있다. 상기 Y축슬라이더(73)의 상기 Z축슬라이더(71) 상에서의 이동을 구현하는 구성과 관련하여서는 이를 어느 특정한 구성으로 한정하는 것은 아니며, 공지된 또는 공지될 다양한 기술이 모두 적용될 수 있다.

상기 회전축부(75)는, 상기 Y축슬라이더(73)에 연결되어 Y축방향을 회전중심으로 하여 스핀들(77)을 회전시키는 구성을 가리킨다. 상기 회전은 시계방향회전과 반시계방향회전을 모두 포함하는 광의의 개념이다. 다양한 곡률을 가진 임플란트는 복잡한 관절면을 가지기 때문에 정해진 제한된 위치에서의 연마만으로 고른 연마를 기대하기 어렵게 된다. 따라서 연마휠을 포함하는 스핀들(77)의 자유로운 움직임을 도모하는 것이 필요한바, 상기 컬럼(30)상에 연결된 Z축슬라이더(71)와, 상기 Z축슬라이더(71)상에 연결된 Y축슬라이더(73)를 통해, Z축 이동 및 Y축 이동을 구현하고, 상기 Y축슬라이더(73) 상에 상기 회전축부(75)를 연결하여 Z축 이동, Y축 이동 및 임의지점에서 도 11에 도시된 바와 같은 스핀들(77)의 회전까지 구현할 수 있게 된다.

상기 스핀들(77)은, Y축방향을 회전중심으로 상기 회전축부(75)에 회전가능하게 연결되는 구성으로, 임플란트의 관절면을 가공하는 연마휠(771)을 포함한다. 상기 스핀들(77)은 스핀들(77) 자체의 Y축방향을 중심으로 한 회전과는 별도로, 상기 스핀들(77) 상에 포함된 연마휠(771)의 회전을 가능하게 하여, 고속회전하게 되는 연마휠(771)을 통해 상기 지지부(30)에 고정된 임플란트를 연마하게 된다. 상기 연마휠(771)에는 황삭휠, 정삭휠 등이 포함될 수 있으며, 황삭휠을 통해 예비 연마를 수행하고, 정삭휠을 통해 2차 연마를 수행하는 등의 모든 개념을 포함할 수 있다.

이하에서는 전술한 임플란트 연마기를 이용하여 임플란트를 연마하는 방법에 관하여 설명하도록 하겠다. 중복 서술을 피하고자 앞에서 언급한 임플란트 연마기(1)의 구체적인 구성에 관한 설명은 생략하기로 한다.

도 12는 본 발명인 임플란트 연마방법에 관한 도면으로, 도 12를 참고하여 설명하면, 임플란트 연마방법(S1)은, 임플란트고정단계(S10), 지지부위치설정단계(S30), 연마부이동단계(S50), 연마단계(S70)를 포함한다.

상기 임플란트고정단계(S10)는, 장치의 기반을 형성하는 베드(10) 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 지지부(50)에 임플란트를 고정하는 단계를 말한다. 상기 지지부(50)는 X축이동, Z축이동 및 Y축방향을 회전중심으로 하여 회전가능하도록 구성이 된다. 지지부(50)를 이루는 고정부(53)는 임플란트의 용이한 안착을 도모하기 위해, 임플란트의 면 가운데서 고정부(53)와 접하게 되는 면인 임플란트의 접합면과 상보적인 형상을 가지도록 구성될 수 있다. 상기 고정부(53) 상에는 지그홀(533)이 구성되고, 상기 지그홀(533) 내측에 삽입되어 임플란트를 파지하는 지그(531)가 구성된다. 상기 지그(531)의 내측홀(5313)로 임플란트의 고정부분이 삽입되면, 별도의 체결수단을 사용해 지그(531)를 조여 임플란트를 상기 고정부(53)에 강하게 파지할 수 있다.

상기 지지부위치설정단계(S30)는, 상기 지지부(50)를 다축이동 및/또는 회전시켜 원하는 위치에 위치설정하는 단계를 말한다. 상기 임플란트고정단계(S10)를 통해 상기 고정부(53) 상에 임플란트가 고정되면, 주축부(51)의 동력으로 고정부(53)를 회전시키는 것은 물론이거니와, 지지부(50) 자체의 X축이동, Z축이동, Y축방향을 회전중심으로 한 회전을 통해 임플란트 연마작업을 용이하게 수행하기 위한 최적의 임플란트 위치를 설정할 수 있다.

상기 연마부이동단계(S50)는, 상기 베드(10)에 고정되는 컬럼(30) 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 연마부(70)를 상기 임플란트에 근접이동시키는 단계를 말한다. 상기 지지부위치설정단계(S30)를 통해 임플란트 연마에 필요한 최적의 임플란트 위치설정이 완료되면, 임플란트가 위치설정된 해당 지점으로 상기 연마부(70)를 이동시키기 된다. 상기 연마부(70)는 Z축슬라이더(71), Y축슬라이더(73), 회전축부(75)를 포함하는바, 직접적으로 연마를 수행하는 연마휠(771)이 포함된 스핀들(77)을 Z축이동, Y축이동, Y축방향을 회전중심으로 한 회전을 가능하게 한다. 이로써 연마부(70)의 자유도는 보다 확장이 된다.

상기 연마단계(S70)는, 연마휠(771)을 임플란트에 접촉시켜 임플란트의 관절면을 형성하는 단계를 가리킨다. 연마부(70)의 Z축이동, Y축이동, Y축방향을 회전중심으로 한 회전을 통해 스핀들(77)을 원하는 위치에 위치설정하면, 스핀들(77) 상에서 고속으로 회전하는 연마휠(771)이 상기 지지부(50)에 고정된 임플란트 면에 닿아 정교한 연마작업을 수행하게 된다. 도 13은 본 발명의 사용상태도로, 도 13을 참고하여 설명하면, 상기 지지부(50)에는 임플란트가 고정되어 있으며, 상기 연마부(70)가 임플란트의 연마면으로 다가와 연마를 수행하고 있는 모습을 도시하고 있다. 도시된 내용처럼 고정부(53) 상에는 한 개의 임플란트만이 아니라, 연마가 필요한 복수 개의 임플란트가 고정될 수 있으며, 도시되어 있진 않지만, 연마휠(771)도 복수 개로 구성하여 동시에 여러 개의 임플란트를 동시에 연마하는 방법이 고려될 수 있다. 또한 연마부(70)에 포함된 연마휠(771)의 종류를 다양하게 하여 1차 연마, 2차 연마 등을 빠르고 정확하게 수행하게 할 수도 있는 등 본 발명은 다양한 실시예를 모두 포함한다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 임플란트 연마기
10: 베드 30: 컬럼
50: 지지부 51: 주축부
53: 고정부 531: 지그
533: 지그홀 55: 심압부
70: 연마부 71: Z축슬라이더
73: Y축슬라이더 75: 회전축부
77: 스핀들 771: 연마휠

Claims (18)

1. 장치의 기반을 형성하는 베드와, 상기 베드 상에 고정되는 컬럼과, 상기 베드 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 지지부와, 상기 컬럼 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 연마부를 포함하며,
   상기 지지부는 동력을 전달하는 주축부와, 상기 주축부에 일단이 연결되며 임플란트의 안착이 용이하도록 임플란트의 접합면과 상보적인 형상을 가져 임플란트를 고정하는 고정부와, 상기 고정부의 타단에 연결되는 심압부를 포함하고,
   상기 고정부는 임플란트를 파지하는 지그와, 상기 지그의 외주형상과 상보적인 형상의 공간을 형성하며 상기 지그를 수용하는 지그홀을 포함하여, 상기 지그홀에 삽입된 상기 지그를 통해 임플란트를 콜렛방식으로 고정하는 것을 특징으로 하는, 임플란트 연마기.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지부는, X축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 베드 상에 연결되는 것을 특징으로 하는, 임플란트 연마기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 지그는, 테이퍼진 경사면과, 임플란트의 일부분을 파지하도록 내측에 빈 공간을 형성하는 내측홀과, 상기 내측홀을 중심으로 사방으로 연통된 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는, 임플란트 연마기.
8. 제1항에 있어서, 상기 연마부는, Y축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 컬럼 상에 연결되는 것을 특징으로 하는, 임플란트 연마기.
9. 제8항에 있어서, 상기 연마부는, 상기 컬럼 상에서 Z축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 컬럼과 연결된 Z축슬라이더와, Y축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 Z축슬라이더와 연결된 Y축슬라이더와, 상기 Y축슬라이더에 Y축방향을 중심으로 회전 가능하게 연결되며 임플란트의 관절면을 가공하는 연마휠이 포함된 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 임플란트 연마기.
10. 장치의 기반을 형성하는 베드 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 지지부에 임플란트를 고정하는 임플란트고정단계와, 상기 지지부를 다축이동과 회전을 선택적으로 또는 동시에 작동시켜 원하는 위치에 위치설정하는 지지부위치설정단계와, 상기 베드에 고정되는 컬럼 상에 다축이동 및 회전이 가능하도록 연결되는 연마부를 상기 임플란트에 근접이동시키는 연마부이동단계와, 연마휠을 임플란트에 접촉시켜 임플란트의 관절면을 형성하는 연마단계를 포함하며,
    상기 지지부는 동력을 전달하는 주축부와, 상기 주축부에 일단이 연결되며 임플란트의 안착이 용이하도록 임플란트의 접합면과 상보적인 형상을 가져 임플란트를 고정하는 고정부와, 상기 고정부의 타단에 연결되는 심압부를 포함하고,
    상기 고정부는 임플란트를 파지하는 지그와, 상기 지그의 외주형상과 상보적인 형상의 공간을 형성하며 상기 지그를 수용하는 지그홀을 포함하여, 상기 지그홀에 삽입된 상기 지그를 통해 임플란트를 콜렛방식으로 고정하는 것을 특징으로 하는, 임플란트 연마방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 지지부는, X축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 베드 상에 연결되는 것을 특징으로 하는, 임플란트 연마방법.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 제10항에 있어서, 상기 지그는, 테이퍼진 경사면과, 임플란트의 일부분을 파지하도록 내측에 빈 공간을 형성하는 내측홀과, 상기 내측홀을 중심으로 사방으로 연통된 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는, 임플란트 연마방법.
17. 제10항에 있어서, 상기 연마부는, Y축이동, Z축이동 및 회전이 가능하도록 상기 컬럼 상에 연결되는 것을 특징으로 하는, 임플란트 연마방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 연마부는, 상기 컬럼 상에서 Z축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 컬럼과 연결된 Z축슬라이더와, Y축방향을 따라 이동 가능하도록 상기 Z축슬라이더와 연결된 Y축슬라이더와, 상기 Y축슬라이더에 Y축방향을 중심으로 회전 가능하게 연결되며 임플란트의 관절면을 가공하는 연마휠이 포함된 스핀들을 포함하는 것을 특징으로 하는, 임플란트 연마방법.

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