KR100534243B1

KR100534243B1 - 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법

Info

Publication number: KR100534243B1
Application number: KR20030062396A
Authority: KR
Inventors: 김수홍; 이윤복
Original assignee: (주) 코웰메디
Priority date: 2003-09-06
Filing date: 2003-09-06
Publication date: 2005-12-08
Also published as: KR20050025370A

Abstract

본 발명은 임플란트를 90% 트리클로로에탄 용액과 95% 노르말 헥산 용액으로 각각 10분간씩 초음파 세척하는 전처리 공정과 임플란트의 피막을 형성시키기 위한 전해액으로 95% 황산 용액과 85% 인산 용액을 5 대 1의 비율로 혼합시켜 제조한 0.5M의 혼합용액 1ℓ에 전류의 조건에 따라 2% 과산화수소수 2㎖ 또는 2% 과산화수소수 2㎖ 및 68.4g의 황산알루미늄염을 각각 첨가하여 전해액을 제조한다. 이 전해액 400㎖를 전해욕조에 넣고, 정류기의 전압을 240V로 조절한 뒤 전해욕조에서 음극에는 티타늄 봉, 양극에는 임플란트를 각각 연결하여 극간 거리를 5cm로 고정시키고, 전류밀도를 0. 5 내지 1.5 A/dm²범위로 하여 정전류를 공급하여 전류밀도가 0.01A/dm²까지 떨어지면 임플란트의 표면에 치아의 자연 색상인 회백색의 산화피막이 완성되는 양극산화 공정과 된다. 임플란트의 표면에 형성된 산화피막에 남아 있는 전해액을 세척하기 위한 것으로, 에탄올 용액과 증류수로 각각 10분간씩 초음파 세척하는 후처리 공정을 거쳐 티타니아 세라믹의 산화 피막이 자연 치아의 색상인 회백색을 내는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법에 관한 것이다.

본 발명은 티타늄 금속 또는 티타늄 합금으로 구성된 임플란트의 표면을 양극산화법에 의해 티타니아 세라믹의 산화 피막을 형성시켜 자연 치아의 색상인 회백색을 낼 수 있을 뿐만 아니라 본 발명에 따른 양극산화법에 의해 형성된 티타니아 세라믹은 균열이 없고, 우수한 생체 적합성과 함께 초기 조직 적응성을 높일 수 있는 다공성을 갖는 피막을 형성된다는 장점이 있다.

Description

치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법{Method of Aesthetic Surface Treatment of Dental Iplant}

본 발명은 치과용 임플란트의 양극 산화법에 의한 심미적 표면 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 티타늄 금속 또는 티타늄 합금으로 구성된 임플란트의 표면을 전처리하고, 전처리한 임플란트의 표면을 양극산화법에 의한 높은 전압으로 짧은 시간에 금속성 이온의 용매를 이용하여 티타니아 세라믹의 산화 피막을 형성시켜 자연 치아의 색상인 회백색을 낼 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법에 관한 것이다.

최근 티타늄이 인체 내에서 유해한 작용이 없이 뼈와 결합하여 치근의 역할을 할 수 있다는 것이 발견됨으로써, 세계적으로 사용되고 있는 인공 치아의 소재는 주로 티타늄 금속이 사용되고 있다. 이와 같이 인공 치근의 대체물로서 사용되고 있는 치과용 임플란트는 턱뼈 속에 매식되어 치근의 역할을 대신하며, 이 임플란트와 연결된 기둥은 잇몸을 뚫고 구강 내로 돌출되고, 이 기둥에 가공 치아가 다시 고정되어 자연 치아와 동일한 기능을 하는데, 그 형태는 나사형 형태 또는 원통형 형태의 치근 모양을 한 것이 대부분이다.

생체용 티타늄 또는 그 합금에 의해 제조되어진 치과용 임플란트는 턱뼈에 이식한 후 오랜 기간이 지나면, 티타늄 소재의 검은 색상이 잇몸에 배어 나와 검게 변하여 잇몸이 외관상 흉하게 보이는 문제점이 있다. 그럼에도 불구하고, 최근 치과용 임플란트의 표면처리에 대한 연구의 대부분이 임플란트의 표면 색상을 개선하기 위한 연구보다는 뼈와의 접합성 및 생체 안정성을 높이기 위한 연구가 주류를 이루고 있는데, 그 예로서, 대한민국 특허공보 특1996-0010743호에 복합 임플란트재 및 그의 제조방법, 대한민국 특허공보 10-0292621호에 임플란트의 표면처리방법, 대한민국 공개특허공보 특 2003-0031664호에 티타늄 금속 또는 티타늄 합금으로 구성된 임플란트의 전기 화학적 기능성 표면처리방법, 대한민국 공개특허공보 특 2003-0036244호에 이중 생체 친화성 칼라를 갖는 치아 임플란트 등이 출원되었다.

티타늄은 산화피막의 두께에 의하여 다양한 색상을 얻을 수 있는데, 일반적으로 티타늄의 착색법은 대기산화법과 양극산화법이 있다. 대기산화법은 전기로를 이용하여 대기 중에서 가열하는 방법으로 가열에 의하여 성장된 티타늄 표면의 산화피막으로부터 반사광과, 산화피막 내부를 통과하여 산화피막과 티타늄의 계면에서 반사된 내부 반사광의 간섭 효과로 인하여 발색한다. 색의 변화는 공기와 공기 또는 산소와 가스의 사용방법에 따라 낮은 온도로부터 밤색, 연한 박색, 진한 박색, 고동색, 자주색, 적갈색, 청색, 하늘색, 진한 자주색, 초록색, 연두색, 회색에서 고동색에 이르기까지 다양하게 얻어진다.

그리고 양극산화법은 전기화학적 방법으로 치과용 임플란트를 전해조 내에서 양극에 위치시키고, 전류를 흘려주면 전류가 이온을 통하여 흐르고 그 이온의 이동에 따라 표면에 산화피막이 형성되는 현상을 이용한 것으로서, 이때 전해조 내에 흐르는 인가된 전류에 의한 형성 전압과 산화피막의 두께에 따라 다양한 색상을 얻을 수 있다.

따라서, 본 발명자는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 연구 개발한 끝에 티타늄 그 자체가 쉽게 산화막을 형성하는 성질을 이용하여 양극산화법에 의해 형성시킨 산화막인 티타니아 세라믹이 자연 치아의 고유 색상인 회백색을 낼 수 있는 치과용 임플란트의 양극 산화법에 의한 심미적 표면 처리방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 티타늄 금속 또는 티타늄 합금으로 구성된 임플란트의 표면을 전처리하고, 전처리한 임플란트의 표면을 양극산화법에 의한 높은 전압으로 짧은 시간에 금속성 이온의 용매를 이용하여 티타니아 세라믹의 산화 피막을 형성시켜 자연 치아의 색상인 회백색을 낼 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 치과용 임플란트를 양극산화법에 의해 표면처리하여 형성된 티타니아 세라믹의 균열이 없고, 경계부의 탈락이 없으며, 우수한 생체 적합성과 함께 초기 조직 적응성을 높일 수 있는 다공성을 갖는 피막을 형성시키는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법을 제공함에 있다.

본 발명은 티타늄 금속 또는 티타늄 합금으로 구성된 임플란트의 표면을 전처리하고, 전처리한 임플란트의 표면을 양극산화법에 의한 높은 전압으로 짧은 시간에 금속성 이온의 용매를 이용하여 티타니아 세라믹의 산화 피막을 형성시켜 자연 치아의 색상인 회백색을 낼 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법에 관한 것이다.

이하에서 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법에 대하여 공정별로 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 전처리 공정은 임플란트를 순도 90% 이상의 트리클로로에탄 용액으로 10분간 초음파 세척하여 임플란트의 표면에 오염된 CNC 선반의 기름을 제거한 후, 다시 순도 95%의 노르말헥산 용액으로 10분간 초음파 세척한 후 임플란트의 표면을 탈지하고, 건조시킨다.

다음으로 본 발명의 양극산화 공정은 임플란트의 피막을 형성시키기 위한 전해액으로 95% 황산 용액과 85% 인산 용액을 5 대 1의 비율로 혼합시켜 제조한 0.5M의 혼합용액 1ℓ에 전류의 공급 조건에 따라 각각 다음 화합물들을 첨가하여 전해액을 제조한다. 전류밀도가 1.5A/240V일 경우에는 혼합용액 1ℓ에 2% 과산화수소수 2㎖를 첨가하여 전해액을 제조하고, 전류밀도가 0.5A/240V일 경우에는 혼합용액 1ℓ에 2% 과산화수소수2㎖와 함께 68.4g의 황산알루미늄염을 각각 첨가하여 전해액을 제조한다. 상기에서 제조한 전해액 400㎖를 전해욕조에 넣고, 정류기의 전압을 240V로 조절한 뒤 전해욕조에서 음극에는 티타늄 봉, 양극에는 임플란트를 각각 연결하여 극간 거리를 5cm로 고정시키고, 전류밀도를 0.5 내지 1.5 A/dm²범위로 하여 정전류를 공급하여 전류밀도가 0.01A/dm²까지 떨어지면 임플란트의 표면에 치아의 자연 색상인 회백색의 산화피막이 완성된다. 이때 전해액의 온도는 20℃이다.

본 발명에 따른 양극 산화법에 의한 산화 피막의 두께 및 표면 양상은 인가된 전류에 의한 형성 전압과 전해질의 조건에 영향을 받는다. 도 1은 양극산화법에 의한 산화 과정을 나타내었다. 도 1a는 양극산화 과정시 티타늄과 티타늄 산화피막층으로 산소의 확산으로 인한 산화 피막의 성장 과정을 나타낸 것이다. 도 1b는 산화 피막의 높은 전기적 저항으로 인하여 전압이 떨어져 산화 피막의 두께와 인가전압이 일정한 관계를 나타낸 것이다. 도 1c는 시간에 따른 전류와 전압의 변화를 나타낸 것이다. 산화 피막은 전해질과 티타늄에 비하여 상대적으로 높은 전기적 저항을 나타내기 때문에 산화피막의 형성 과정시 인가전압은 떨어지게 된다. 그러나 산화피막 층으로부터 전기장이 충분히 강하다면 이온이 산화피막 층으로 이동하여 전류는 흘러 산화피막은 계속하여 성장한다. 이러한 경우 최종 산화피막의 두께(d)는 전해질의 종류에는 관계없이 다음 식(1)과 같이 전압(U)에 따라 비례한다.

d = a U (a : 1.5-3nm/V 범위에서 성장 속도 상수) (1)

상기의 관계는 절연파괴(dielectric breakdown) 한계 이하에서 성립하며, 그것은 100V의 범위이며, 전해질과 반응 조건에 따라 다소 차이가 있다. 양극산화 과정은 정전류 조건 혹은 정전압 조건 하에서 행하게 되는데, 도 1b에서 전압이 일정하게 유지되는 것은 전류가 떨어진 후 형성된 전압에 도달하게 될 때까지 전류제어가 가능한 공정을 설명한다. 만약, 절연파괴(dielectric breakdown) 한계 이상의 전압 하에서 양극 산화하는 경우 산화피막은 더 이상 전류의 흐름을 막지 않고 산화피막의 성장을 진행시킬 것이다. 즉, 높은 전압 하에서는 가스 방출이 증가하면서 스파크가 발생하게 된다. 이러한 유형의 양극산화를 스파크 양극산화처리(spark anodizing)라고 한다. 절연파괴(dielectric breakdown) 한계 이하보다 거칠고 다공성을 갖는 산화피막이 얻어진다. 즉, 다시 말하면 낮은 전압에서는 장벽층(barrier layer)이 형성되다가 전압이 높아지면 절연파괴(dielectric breakdown)에 의한 방전을 일으켜서 거칠고 뼈와의 접합성 및 생체 안정성이 우수한 다공성의 산화피막이 피막표면에 형성되어진다.

그리고, 본 발명의 후처리 공정은 치과용 임플란트의 표면에 형성된 산화피막에 남아 있는 전해액을 세척하기 위한 것으로, 에탄올 용액으로 10분간 초음파 세척한 후 다시 증류수로 10분간 초음파 세척한다.

일반적인 양극산화법에 의한 임플란트의 표면처리는 티타늄 금속 표면에 짧은 시간과 낮은 전압에서 흑색과 회백색을 제외한 각종 색상의 미세한 기공을 가진 산화피막을 형성시켜 뼈와의 접합력이 우수한 치과용 임플란트가 얻어지는 반면에 본 발명에 의한 치과용 임플란트의 심미적 표면처리방법은 양극산화처리에 의한 방법으로 처리되기 때문에 미세한 부분까지 산화피막을 형성시킬 수 있을 뿐만 아니라 짧은 시간이지만 높은 전압과 티탄 금속성 이온의 용매를 이용하여 티타니아 세라믹의 산화피막을 형성시킴으로써, 티타니아 고유의 색상인 회백색을 낼 수 있을 뿐만 아니라 임플란트의 모양이나 크기에 제약을 받지 않는 것이 특징이다.

이하 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 다음의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

1) 양극 산화 실험

가) 시험편의 제조

먼저 티타늄 임플란트를 대신해서 순수 티타늄을 20×5×5mm의 크기로 절단, 가공하여 시험편을 준비하였다. 티타늄 시험편의 표면에 묻어 있는 오염물을 제거하고, 표면의 거칠기를 조정하기 위하여 #400, #800 사포로 연마하였다. 연마한 후 아세톤으로 10분간 초음파 세척하고 증류수로 잘 세정하여 건조 후 데시케이트에 보관하였다.

나) 양극 산화 실험

(실시예 1)

임플란트의 피막을 형성시키기 위한 전해액으로 95% 황산 용액과 85% 인산 용액을 5 대 1의 비율로 혼합시킨 0.5M의 혼합용액 1ℓ에 2% 과산화수소수 2㎖를 첨가하여 전해액을 제조한다. 이 전해액 400㎖를 전해욕조에 넣고, 정류기의 전압을 240V로 조절한 뒤 전해욕조에서 음극에는 티타늄 봉, 양극에는 임플란트를 각각 연결하여 극간 거리를 5cm로 고정시키고, 전류밀도를 1.5 A/dm²로 정전류를 공급시켜 전류밀도가 0.01A/dm²까지 떨어지면 임플란트의 표면에 산화피막이 완성된다. 이때 전해액의 온도는 20℃이다.

(실시예 2)

임플란트의 피막을 형성시키기 위한 전해액으로 95% 황산 용액과 85% 인산 용액을 5 대 1의 비율로 혼합시킨 0.5M의 혼합용액 1ℓ에 2% 과산화수소수2㎖와 함께 68.4g의 황산알루미늄염을 각각 첨가하여 전해액을 제조한다. 이 전해액 400㎖를 전해욕조에 넣고, 정류기의 전압을 240V로 조절한 뒤 전해욕조에서 음극에는 티타늄 봉, 양극에는 임플란트를 각각 연결하여 극간 거리를 5cm로 고정시키고, 전류밀도를 0.5 A/dm²로 하여 정전류를 공급시켜 전류밀도가 0.01A/dm²까지 떨어지면 임플란트의 표면에 산화피막이 완성된다. 이때 전해액의 온도는 20℃이다.

(비교예 1)

상기 실시예 1의 방법과 같게 하되, 전류밀도를 0.5 A/dm²범위로 하여 정전류를 공급하여 전류밀도가 0.01A/dm²까지 떨어지면 임플란트의 표면에 산화피막이 완성된다.

(비교예 2)

상기 실시예 1의 방법과 같게 하되, 전류밀도를 1.0 A/dm²로 하여 정전류를 공급시켜 전류밀도가 0.01A/dm²까지 떨어지면 임플란트의 표면에 산화피막이 완성된다.

2) 측정 분석 방법

양극산화를 통하여 생성된 산화피막의 결정상은 X-선 회절분석기(XRD)를 사용하였고, 시험편 표면의 미세 기공의 크기 및 크기 분포는 주사전자현미경(SEM)을 통하여 관찰하였다. 각 조건에서 형성된 산화피막의 표면거칠기는 표면조도계를 사용하여 최대거칠기와 평균거칠기(Ra)를 구하였다.

3) 실험 결과

가) 정전류 조건하에서 산화피막의 형성

양극산화 실험 결과 임플란트의 표면에 형성된 산화피막의 색상은 실시예 1, 2가 치아의 자연 색상에 가까운 회백색이고, 비교예 1, 2가 짙은 회색이었다. 95% 황산과 85% 인산을 5 대 1의 비율로 혼합시킨 혼합 용액에 2% 과산화수수소수 2㎖를 첨가하여 제조한 전해액과 240V의 전압 조건에서는 전류밀도에 따라 임플란트의 표면에 색상이 다른 산화피막이 형성되는 것을 알 수 있는데, 실시예 1과 같이 전류밀도 1.5 A/dm²의 조건에서는 자연 치아의 색상인 회백색의 산화피막이 형성되었으나 비교예 1, 2와 같이 전류밀도가 각각 0.5 A/dm², 1.0 A/dm²의 조건에서는 때 짙은 회색의 산화피막이 형성되었다. 그러나 전류밀도가 0.5 A/dm²인 경우에도 실시예 2와 같이 황산알루미늄염을 첨가하여 전해액의 조건을 바꾸어 주면 자연 치아의 색상인 회백색의 산화피막이 형성되었다.

[표 1]

구 분	전해액의 조성			재 질	전해 조건	피막의 색
구 분	혼합용액¹⁾	과산화수소²⁾	황산알루미늄염	재 질	전해 조건	피막의 색
실시예 1	1ℓ	2㎖	-	Ti	1.5A/240V	회백색
실시예 2	1ℓ	2㎖	68.4g	Ti	0.5A/240V	회백색
비교예 1	1ℓ	2㎖	-	Ti	0.5A/240V	회색
비교예 2	1ℓ	2㎖	-	Ti	1.0A/240V	회색

비고 1) 95% 황산 용액과 85% 인산용액을 5 대 1의 비율로 혼합시킨 0.5M의 혼합용액임.

2) 2% 과산화수소수임.

나) 시험편의 표면 조직

양극 산화법은 불꽃 방전(spark discharge)에 의하여 거친 다공성 산화피막을 티타늄 표면에 형성하는 방법으로 형성된 산화피막의 두께 및 표면 양상은 인가된 전류에 의하여 형성된 전압과 전해질의 조건에 의하여 영향을 받는다. 이렇게 형성된 산화피막의 결정구조는 전해질 및 형성 전압에 의하여 다양하고 산화피막의 두께도 달라진다. 양극산화법을 통한 티타늄이 갖고 있는 우수한 생체적합성과 함께 초기 조직 적응성을 높일 것으로 기대할 수 있다. 본 실험에서는 정류전하에서 양극산화법에 의하여 산화피막의 두께를 증가시키고 표면의 거칠기, 기공, 기공율을 변화시킴으로써 임플란트와 골과의 결합이 우수한 표면을 얻을 수 있는 최적 조건을 찾고자 조사하였다.

정전류 조건하에서 전류밀도가 0.5~1.5A/dm²에서는 시간에 따라 전압이 증가하여 스파크가 발생하면서 약 240V 전압에서는 거의 일정하게 유지되었는데 이러한 현상을 장벽층(barrier layer) 표층부에서 절연파괴(dielectric breakdown)에 의한 스파크가 일어나기 때문에 피막의 성장이 아주 느리거나 증가하지 않는 것으로 생각된다. 따라서 전류밀도의 변화에 의하여 형성되는 산화피막의 표면 양상이 달라지게 된다. 이와 같이 양극 산화 피막의 성장과정은 금속의 표면에 먼저 매우 치밀한 초기 산화피막이 생겨 이 층과 함께 시간이 경과함에 따라 전류의 흐름을 방해하는 장벽층(barrier layer)이 되고, 그 이후 전압이 증가하면서 다공성 표면층을 생성시키면서 계속 성장해 가는 것으로 생각된다. 치밀한 산화피막 층이 형성된 후 불꽃 방전(spark descharge)에 의해 초기 피막이 파괴되고 동시에 복원되면서 초기 산화피막이 국부적으로 가열되어 피막 표면에서 용해 작용이 일어나고 이에 따라 이러한 장벽층(barrier layer)의 밖에 불꽃 방전(spark descharge)의 흔적이라 할 수 있는 무수한 기공이 생기면서 전체피막의 두께는 증가하게 된다. 이때 전해질 내의 음이온은 전장에 의하여 피막내부로 혼입되어진다.

도 2는 본 발명에 따른 양극산화 시험 후 표면조직을 나타낸 주사전자현미경 (SEM) 사진이고, 도 3은 본 발명에 따른 양극산화한 후 생성된 산화피막에 대하여 X-선 회절 분석한 결과 그래프이다.

일반적으로 비다공성 피막은 전해초기에 생기고 매우 얇고 치밀한 것이 특징이다. 이것은 불용성이고 대단히 높은 전기저항을 가지며 이러한 성질 때문에 피막이 성장하는데 필요한 전류는 아주 낮아지게 된다. 얇은 비다공성의 장벽층(barrier layer)은 양극산화가 계속되는 동안 항상 금속 양극의 바깥 표면에 존재하며 그 위에 다공성 구조를 갖는 피막이 불꽃 방전(spark descharge)에 의하여 생성된다. 다공성 피막은 산화물에 대한 약간의 용해작용이 있는 전해질 중에서 양극산화를 행할 경우 형성되는데, 치밀한 비다공성 피막이 불꽃 방전(spark descharge)에 의하여 파괴와 복원이 반복되면서 기공과 같은 형상이 표면에 형성되고 인가된 전기장에서 음이온과 양이온이 유전체 피막인 산화피막을 통해 이온전류가 흐르면서 산화물 피막의 성장이 이루어진다.

다) 시험편의 표면 거칠기

[표 2]는 양극산화법에 의하여 얻어진 시험편을 알루미나 그리드 블라스팅 (grids blasting) 전· 후의 표면 거칠기 값을 나타내었다. 양극 산화시험 전의 시편은 표면 거칠기는 0.35㎛이었다. 양극산화시험 후 시편의 표면 거칠기는 0.78㎛~1.25㎛ 범위이었고 0.5A 일 때 거칠기는 1.25㎛로서 최대를 나타내었다. 한편, 실시예 1 및 비교예 1의 시편에 대하여 알루미나 그리드 블라스팅(grids blasting) 후 표면 거칠기를 조사하였다. 그리드 블라스팅(grids blasting) 후 거칠기 값은 약 30~40% 정도 증가하여 그리드 블라스팅(grids blasting)이 표면 거칠기에 다소 영향을 주고 있음을 알 수 있다.

[표 2] 양극산화법에 의한 시험편의 표면 거칠기 값(Ra)

알루미나 그리드 블라스팅 (전)					알루미나 그리드블라스팅 (후)
시험전	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2	실시예 1	비교예 1
-	1.5A	0.5A	0.5A	1.0A	1.0A	3.0A
0.35㎛	1.03㎛	1.25㎛	0.84㎛	0.78㎛	1.22㎛	1.17㎛

라) 치과용 임플란트 픽쳐(fixture)의 외형

도 4는 본 발명에 따라 양극산화 처리한 치과용 임플란트 픽쳐(fixture)의 외형을 나타낸 사진으로서, 치과용 임플란트 픽쳐(fixture)의 외형이 자연 치아의 색상에 가까운 회백색이다. 그리고 도 5는 (a)의 상용제품(Branemark system)과 (b)의 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 표면 외형을 비교한 사진이다. 도 5(a)인 상용제품의 경우 거친 표면과 다공성을 갖는 조직이며, 픽쳐(fixture)의 나선이 일부 무너짐이 관찰된 반면에 도 5(b)인 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 표면 외형은 다소 매끈한 표면을 가지며 픽쳐(fixture) 나선의 무너짐은 거의 없었다.

본 발명은 티타늄 금속 또는 티타늄 합금으로 구성된 임플란트의 표면을 양극산화법에 의해 티타니아 세라믹의 산화 피막을 형성시켜 자연 치아의 색상인 회백색을 낼 수 있을 뿐만 아니라 본 발명에 따른 양극산화법에 의해 형성된 티타니아 세라믹은 균열이 없고, 우수한 생체 적합성과 함께 초기 조직 적응성을 높일 수 있는 다공성을 갖는 피막이 형성된다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 양극산화법에 의한 산화 과정을 나타낸 그래프.

도 2는 본 발명에 따른 양극산화 시험 후 표면조직을 나타낸 주사전자현미경 (SEM) 사진.

도 3은 본 발명에 따른양극산화한 후 생성된 산화피막에 대하여 X-선 회절 분석한 결과 그래프.

도 4는 본 발명에 따른 양극산화 처리한 치과용 임플란트 픽쳐(fixture)의 외형을 나타낸 사진.

도 5는 본 발명에 따른 양극산화 처리한 치과용 임플란트 픽쳐(fixture)의 표면 외형과 상용제품의 표면 외형을 비교한 사진.

Claims

티타늄 금속 또는 티타늄 합금으로 구성된 임플란트의 표면을 트리클로로에탄올 용액과 노르말헥산 용액으로 세척하는 전처리 공정과 전처리한 임플란트의 표면을 95% 황산 용액과 85% 인산 용액을 5 대 1의 비율로 혼합시켜 제조한 0.5M의 혼합 용액 1ℓ에 2% 과산화수소수 2 ㎖를 첨가하여 제조한 전해액으로 전압 240V, 전류밀도 0.5 내지 1.5 A/dm²범위에서 회백색의 티타니아 세라믹 산화 피막을 형성시키는 양극산화 공정과 임플란트의 표면에 형성된 산화피막을 에탄올 용액과 증류수로 세척하는 후처리 공정의 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법.
티타늄 금속 또는 티타늄 합금으로 구성된 임플란트의 표면을 트리클로로에탄올 용액과 노르말헥산 용액으로 세척하는 전처리 공정과 전처리한 임플란트의 표면을 95% 황산 용액과 85% 인산 용액을 5 대 1의 비율로 혼합시켜 제조한 0.5M의 혼합 용액 1ℓ에 2% 과산화수소수 2 ㎖와 68.4g의 황산알루미늄염을 각각 첨가하여 제조한 전해액으로 전압 240V, 전류밀도 0.5 내지 1.5 A/dm²범위에서 회백색의 티타니아 세라믹 산화 피막을 형성시키는 양극산화 공정과 임플란트의 표면에 형성된 산화피막을 에탄올 용액과 증류수로 세척하는 후처리 공정의 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 전처리 공정은 임플란트를 순도 90% 이상의 트리클로로에탄 용액으로 10분간 초음파 세척한 후 다시 순도 95%의 노르말헥산 용액으로 10분간 초음파 세척하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법.
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제 1항에 있어서, 양극산화 공정은 정류기의 전압을 240V로 조절한 뒤 전해욕조에서 음극에는 티타늄 봉, 양극에는 임플란트를 각각 연결하여 극간 거리를 5cm로 고정시키고, 정전류를 1.5 A/dm²로 공급하여 전류밀도가 0.01A/dm²로 떨어질 때까지 티타니아 세라믹의 회백색 산화 피막을 형성시키는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법.
제 2항에 있어서, 양극산화 공정은 정류기의 전압을 240V로 조절한 뒤 전해욕조에서 음극에는 티타늄 봉, 양극에는 임플란트를 각각 연결하여 극간 거리를 5cm로 고정시키고, 정전류를 0.5 A/dm²로 공급하여 전류밀도가 0.01A/dm²로 떨어질 때까지 티타니아 세라믹의 회백색 산화 피막을 형성시키는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 후처리 공정은 에탄올 용액으로 10분간 초음파 세척한 후 다시 증류수로 10분간 초음파 세척하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 심미적 표면 처리방법.