KR100678362B1 - 3차원 매핑 및 디지털화된 양성 모델로부터 치과용 보철을제작하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3차원 매핑 및 디지털화된 모델로부터 치과용 보철(5)을 제작하는 방법에 관한 것으로서, 제작된 치과용 보철(5)의 취급, 비용 및 품질을 개선하기 위해, 상기 방법은 상기 디지털화된 모델의 데이터를 입력하는 단계, 제작될 치과용 보철(5)과 치아 뿌리(1, 2) 사이에 접합 틈새(7, 8)를 형성하기 위해 소정의 오프셋 값으로 양성 모델의 내부면(9)을 처리하는 단계, 및 기계 공구에 의해 블랭크 또는 몰드를 가공하기 위한 프로그램을 계산하는 단계를 포함한다.

Description

3차원 매핑 및 디지털화된 양성 모델로부터 치과용 보철을 제작하는 방법 {Production of replacement teeth from a three-dimensionally determined and digitised positive model}
본 발명은 하기의 단계들을 포함하는 3차원 매핑 및 디지털화된 양성 모델(positive model)로 구성되는 치아 뿌리에 체결되는 치과용 보철(dental prosthesis)의 제작 방법에 관한 것이다.
- 상기 디지털화된 양성 모델의 3차원 좌표의 데이터를 입력하는 단계;
- 제작될 치과용 보철과 상기 치아 뿌리 사이에 틈새를 형성하기 위해 상기 양성 모델의 내부면을 예비설정 오프셋 값을 가지도록 기계가공하는 단계; 및
- 상기 치과용 보철을 제작하기 위해 기계 공구에 의해 블랭크(blank)를 기계가공하는 프로그램을 계산하는 단계.
특히, 본 발명은 치과용 보철 특히, 준비된 천연 및/또는 인공 치아 뿌리 등에 체결하기 위한 치관 및/또는 치교(dental crowns and/or bridges)의 기본 구조체를 제작하는 분야에 관한 것이다.
인공 치교 및 치관을 제작하기 위한 다수의 장치 및 방법이 공지되어 있다. 일반적으로, 고정을 위해 사용된 치아들이 치관 또는 치교를 수용하기 위해 또는, 예를 들어 핀을 이식하기 위해 연삭됨으로써 준비되는 치아 준비 과정 이후에, 치아 뿌리, 주변 영역 및 턱의 본(impression)이 제조된다. 이는 통상적으로, 실리콘 실링 컴파운드로 행해지지만, 다른 재료도 공지되어 있다.
소위 마스터 모델(master model; 원형)은 석고 캐스트에 의해 상기 본으로부터 제조될 수 있다. 이러한 마스터 모델은 환자의 치열을 양각(positively) 상태로 도시한다. 이러한 모델에서, 수공 기술이 있는 치과 기술자는 저온에서 용융시키거나 중합 방식으로 경화시키는 왁스(wax)로부터 또는 플라스틱으로부터 치과용 보철의 기본 구조체의 모델(양성 모델)을 제작한다. 이러한 경우에, 상기 치과 기술자는 손으로 상기 마스터 모델에 의해 다른 턱의 대응 교합(occlusion)을 고려할 수도 있다.
통상적으로, 상기 치과 기술자에 의해 제작된 모델은 내열성 물질에 끼워넣어지고 용해된다. 상기 기본 구조체는 몰드 내에서의 정밀한 주조에 의해 통상의 금속 치과용 합금으로 이루어져 제작될 수 있다.
미용상의 이유로, 적어도 전방 치아 영역에서는 세라믹 또는 플라스틱을 일반적으로 사용하는 외장이 제조된다.
왁스 모델(양성 모델)이 형성된 후에 기본 모델의 외부 및 내부면을 완전하게 디지털화하는 것은 WO 99/47065호에 공지되어 있다. 환자의 치열 상태를 불충분하게 반영하는 모델은 차후에 3차원 외부 및 내부면에 대해 수학적으로 완성된다. 상기 디지털화 및 수학적인 완성의 결과는 상기 보철의 기본 구조체의 완전한 표면의 디지털 작도를 나타내야 한다.
상기 왁스 모델의 디지털화로부터 얻어진 데이터를 사용하여 다공질 세라믹들로 구성되는 블랭크를 기계가공하기 위하여, 소결 도중에 상기 블랭크의 수축을 보상하기 위해 상기 디지털화된 본체의 양성 모델의 치수가 모든 공간 방향으로 선형으로 확대된다는 것이 WO 99/47065호에 상세하게 개시되어 있다. 상기 확대 인자 f는 상기 블랭크와 그 블랭크로부터 제작된 기본 치교 구조체의 밀도의 비율에 따라 특정한 함수로부터 구해져야 한다.
가공 기계를 위한 제어 명령은 상기 확대된 표면의 데이터로부터 발생되며, 그에 따라 상기 확대된 기본 치교 구조체는 상기 블랭크로부터 조각된다. 상기 기본 치교 구조체의 수학적으로 확대된 표면과 비교하면, 오프셋은 제공되지 않으며, 그에 따라 상기 기계가공된 표면은 상기 소결 수축 후에 디지털화된 본체에 관하여 동일한 측정을 정확하게 얻을 수 있다. 더욱이, 어떠한 후속 처리도 발생하지 않는다.또한, 상기 기본적인 치교 구조체의 제작을 위해 블랭크를 사용하는 것이 WO 99/47065호에 제안되어 있으며, 상기 확대 인자 f를 포함하는 기계적 또는 시각적으로 판독가능한 식별 코드는 상기 블랭크 자체에 또는 그 포장재에, 꼬리표에 또는 동봉식 포장 전표에 부착된다.
상기 기본 치교 구조체의 왁스 모델은 실리콘 덩어리로부터 제작된, 준비된 치아 뿌리의 음각(negative) 형태의 플라스틱 본에서 양각으로 제작되고, 그에 따라, 상기 치아 뿌리는 스페이서 코팅 조성물을 사용하여 수공으로 코팅한 후에 접합 틈새를 형성한다.
상기 디지털화는 기계식으로 또는 광학식으로 달성된다. 이를 위해, 준비된 치아 뿌리상의 환자의 구강내의 디지털화 방법 또는 모델에 대해서, 예를 들어 기계식 디지털화에 대해서는 미국특허 제4,182,312호에, 그리고 광학식 디지털화에 대해서는 유럽특허출원 제0 054 785 A1호에 공지되어 있다.
미국특허 제4,182,312호에 공지된 기계식 디지털화의 근본적인 단점은, 환자의 구강 내부를 직접적으로 주사해야 하기 때문에, 기계식 주사 장치를 환자에게 고정해야 한다는 점이다. 협소한 구강 내에서 상기 장치를 안정적으로 조작해야 한다는 것도 마찬가지로 문제점이다. 치과용 보철을 제작하기 위한 처리 장치에서는 이중 밀(duplicating mill) 장치에서와 같이 치아 및 주변 조직의 주사가 직접적으로 제어되어야 한다.
이를 위해, 전동 로드가 견고하게 고정되어 있는 프로브는 대상이 되는 환자의 구강 내의 표면에 걸쳐 치과의사에 의해 이동되어야만 한다. 상기 표면의 완전한 검출은 상당한 소요 시간으로 인해 환자를 과도하게 긴장시키는 매우 많은 주사 동작을 필요로 한다. 또한, 상기 프로브 선단은 처리 공구의 형상에 따라 교체되어야만 한다.
유럽특허출원 제0 054 785 A1호에 개시된 방법에 의하면, 이미지 기록 헤드는 환자의 구강 내로 삽입된다. 이러한 이미지 기록 헤드는 치강(tooth cavity) 등의 3차원 이미지를 검출한다. 이를 위해, 상기 이미지 데이터는 컴퓨터 스크린에 표시되므로, 치과의사는 상기 이미지 기록 헤드의 배치가 충분히 정밀한 이미지를 가능하게 하는지를 검사할 수 있다. 필요에 따라, 상기 이미지 기록 헤드는 보다 유리한 위치로 변경될 수 있다.
적절한 위치가 얻어지면, 상기 치강 등의 3차원 이미지는 더 설명할 것도 없이, 공간적으로 실척으로 형성된다. 그후, 적당한 데이터는 상응하는 치과용 보철 본체가 완전하게 형성될 때까지 CAD 구조의 방식으로는 데이터 세트의 보간 및 수처리에 의해 완성된다. 그후, 상응하는 데이터는 상술한 숙련을 요하는 제작 단계들을 회피하면서 상기 이미지로부터 직접적으로 적절한 치과용 보철을 제작하기 위해 적절한 블랭크의 작업을 위해 사용된다.
환자의 구강 내에서의 서투른 카메라 조작은 상기 방법을 실시함에 있어서 단점인 것으로 확인되었으며, 특히 상기 조작은 환자의 부위에서는 상당한 숙련을 요한다.
더욱이, 상기 문헌에 개시된 바와 같이, 천연 치과용 재료가 반투명 성질을 가지기 때문에, 한정된 반사 조건을 얻기 위해 매핑해야할 치아를 분말로 코팅할 필요가 있다. 상기 반투명 성질로 인해, 광은 측정해야할 치아 뿌리를 부분적으로 비제어된 상태로 관통하고 보다 깊은 층에서 반사되어 부정확한 결과를 초래한다. 그러나, 반사 분말을 사용한 코팅은 본질적으로 상기 분말의 적용에 의해 그리고 환자 구강 내의 제한된 조건에 기초하여 실질적으로 항상 불규칙한 부정확성을 동시에 증가시킨다. 상기 이미지 레코더의 한정된 분해능과 매핑해야할 상기 구강 내의 어려운 조명 조건도 역시 단점이 된다.
치과용 보철 부재를 제작하기 위한 방법은 독일특허출원 DE 196 42 247 C1호에 공지되어 있으며, 상기 문헌에 따르면 준비된 치아가 디지털화된 후에, 상기 디지털화된 모델 치아를 고려하여 치과용 보철이 제작된다. WO 94/27523호에 따르면, 치과용 보철을 제작하기 위해서, 치아가 측정되고, 치아의 일부분이 준비되며, 치아의 본 또는 치아의 복제물이 준비된다. 상기 측정을 위해서 삼각측량 방법이 사용된다.
정밀하게 형성된 치과용 보철의 분말-야금 제작 공정은 유럽특허 EP 0 774 933 B1호에 공지되어 있다. 이 경우에, 상기 준비된 치아의 3차원 광학적 또는 기계적 입력은 구강 내에서 또는 석고 모델 상에서 직접적으로 수행된다. 상기 치과용 보철을 상기 준비된 치아에 결합하는 접합층도 상기 치과용 보철의 제작시에 고려된다.
상기 치과용 보철의 제작 형태와는 무관하게, 미용상의 이유로, 치과용 보철은 가능한 한 가늘게 제작된다. 경험상, 상기 치과용 모델은 주로 미적인 관점에서 후속 외장을 위해 충분한 공간을 가지도록 형성된다. 결과적으로, 충분히 강한 기계적 구조에 대한 필요성은 무시되며, 그에 따라 제작된 치과용 보철의 수명은 단축된다.
도 1은 치교 형태의 치과용 보철을 갖는 두개의 치아 뿌리들을 통한 개략적인 단면도.
본 발명의 목적은 상기 형태의 치과용 보철이 긴 사용수명을 달성하기에 충분한 강도를 가지는 동시에, 충분한 미적 효과 및 천연 치아의 외관에 상응하는 것이 보장되는 방식으로 상기 형태의 치과용 보철의 제작 방법을 더욱 개선하는 것이다. 그에 따라 제작된 치과용 보철의 취급, 비용 효율 및 품질에 대해서 개선된 방법이 또한 제공된다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 본질적으로 상기 치과용 보철을 위한 재료로서, 상기 치과용 보철의 정상 사용시에, 최대 인장 응력이 사용된 재료의 인장 강도의 대략 0.1 내지 0.7배에 상응하는 재료를 사용하는 경우에 달성된다.
특히, 상기 치과용 보철의 최대 인장 응력은 상기 사용된 재료의 인장 강도의 0.5배 이하, 특히 0.2 내지 0.5배에 상응해야 한다.
본 발명에 따른 기술에 의해, 상기 치과용 보철은, 치아 뿌리들에 형성되는 지지체들 사이의 영역에서 치교 요소 내의 연결 반경 또는 재료 단면적에서나, 벽 두께에서의 인장 응력으로 인한 하중에 대해서 치수결정되도록 설계된다. 결과적으로, 상기 치과용 보철은 미적 외관을 잃지 않고도 필요한 강도를 가질 수 있게 된다. 즉, 상기 치과용 보철의 수직 응력 하에서 발생하는 파손 위험 없이 가늘은 외관이 채택될 수 있다. 그 치수결정에 있어서, 상기 치과용 보철은 사용된 재료의 강도에 따라, 특히 과도하게 응력을 받는 영역에 대해서 결정된다. 예를 들어, Al2O3가 치과용 보철의 세라믹 재료로서 사용되면, 상기 재료의 인장 강도는 350 N/㎟이므로, 가장 과도하게 하중을 받는 영역에서는 35 내지 245 N/㎟의, 특히 대략 175 N/㎟의 최대 인장 응력이 발생할 수 있다. 치교에 있어서, 그 최대 인장 응력은 상기 치아 뿌리들에 의해 형성된 포스트들과 치교 요소들 사이의 전이 영역에서 발생한다. 650 N/㎟의 강도를 갖는 Y2O3-안정화 ZrO2가 세라믹 재료로서 사용되면, 상기 치과용 보철의 치수는 가장 과도하게 하중을 받는 영역에서는 65 내지 455 N/㎟의, 특히 325 N/㎟ 이하의 최대 인장 응력이 발생하도록 설계되어야만 한다.
더욱이, 오프셋 값은 축선에 의존하여 예비설정되어야 한다.
또한, 본 발명에 따른 기술에 의하면, 상기 치과용 보철을 상기 준비된 치아 뿌리에 고정하는 접합제 또는 다른 결합제를 수용하기 위한 신뢰도 있고 정밀한 틈새는 소망 범위의 허용오차를 두고 얻어질 수 있다. 이러한 방식에서는, 스페이서 코팅 조성물의 수동 적용시에 상기 적용의 최적 두께, 균일성 및 재현성에 대해서 초래될 수 있는 공지된 방법에서의 위험이 배제될 수 있다. 특히, 상기 틈새의 축선-의존성 형태로 인해, 상기 치아 뿌리에의 상기 치과용 보철의 최적 끼워맞춤 및 그들 상호 접속이 이루어지도록 보장된다.
상기 오프셋 값이 150㎛ 이하인 경우에, 치아 뿌리에 대한 치관 또는 치교의 현재의 모든 체결 기술이 유리하다.
치과용 보철과 치아 뿌리의 접촉면의 면적에서의 최소 틈새 치수 및 그에 따른 추후의 충치 발생에 대한 특히 양호한 내성은, 상기 틈새의 값이 상기 양성 모델의 내부면에 의해 한정되는 치강의 주변부에서의 작은 값으로부터 상기 치강의 선단에서의 큰 값에 이르기까지 다양한 경우에, 특히 상기 치강의 주변부 상에서의 상기 틈새의 값이 5㎛ 이하, 바람직하게는 2.8㎛ 이하, 특히 바람직하게는 1.5㎛ 이하인 경우에 얻어질 수 있다.
또한, 본 발명의 방법은 특히 상기 양성 모델의 인접 영역들의 데이터를 참조로, 상기 데이터의 개연성 테스트를 수행하고, 경우에 따라서는 경고를 발생시키는 단계를 포함함으로써 조작자의 개입 없이도 보장된다.
부가의 유리한 실시예에 있어서, 본 발명의 방법은 상기 양성 모델의 인접 영역들의 데이터를 참조로, 바람직하게는 개별적인 누락 데이터 지점들 또는 개연성이 없는 데이터 지점들을 보간 값들로 대체하고, 연마 기능에 의해 상기 양성 모델의 데이터의 외부면 및/또는 내부면을 연마하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 치아 뿌리에의 충치 발생 및 그에 따른 치교 지지체의 손상이 예상될 수 있는 치과용 보철과 치아 뿌리 사이에 중공 공간의 형성을 방지하기 위해, 본 발명의 방법은 유리하게는 상기 양성 모델의 인접 영역들의 데이터를 참조로, 언더컷들에 대해서 상기 양성 모델의 상기 내부면의 데이터의 테스트를 수행하고, 경우에 따라서는 경고를 발생시키는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
환자에 의한 추후 사용 중에 상기 치과용 보철의 파손에 대한 특히 높은 안전성을 위해서, 본 발명의 방법은 상기 양성 모델의 내부면의 데이터를 상기 양성 모델의 외부면의 데이터와 비교함으로써 상기 양성 모델의 벽 두께를 계산하고, 상기 벽 두께의 값을 벽 두께의 최소값과 비교하며, 특히 상기 벽 두께의 최소값이 적어도 대략 0.5mm, 바람직하게는 대략 0.1mm, 특히 바람직하게는 적어도 대략 0.3mm인 경우에, 적어도 상기 벽 두께의 최소값이 유지되거나 및/또는 경고가 발생되도록 상기 양성 모델의 외부면의 데이터를 수정하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 치과용 보철의 유리한 형상화를 보장하기 위해서, 상기 양성 모델의 외부면 및/또는 내부면의 반경을 적어도 대략 0.1mm, 바람직하게는 대략 0.2mm, 특히 바람직하게는 0.3mm의 최소 반경과 비교하고, 적어도 상기 최소 반경이 얻어지거나 및/또는 경고가 발생되는 상기 양성 모델의 외부면 및/또는 내부면의 데이터를 수정하는 단계에 의해 보장되는 것이 유리하다.
특히 안정적이며 내구성 있는 치교를 제작하기 위해서, 본 발명의 방법은 치아 뿌리들에 의해 형성된 두개의 포스트들 사이의 영역에서 치교 요소들의 재료 단면적을 계산하고, 그 단면적을 최소값과 비교하며, 특히 상기 최소값이 적어도 대략 2㎟, 바람직하게는 대략 5㎟, 특히 바람직하게는 적어도 대략 7㎟인 경우에, 적어도 상기 최소값이 유지되거나 및/또는 경고를 발생하도록 상기 양성 모델의 외부면의 데이터를 수정하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
통상적인 밀링 커터들에 의해 충분한 구형율을 갖지 않는 치아 뿌리의 상부를 준비함에 있어서 상기 치과용 보철의 치강이 과도하게 협소해지는 것을 방지하기 위해서, 본 발명의 방법은 상기 양성 모델의 내부면의 반경을 계산하고, 상기 반경의 값을 최소 반경과 비교하며, 적어도 상기 최소 반경이 얻어지거나 및/또는 경고가 발생되는 범위까지 상기 치강이 확대되도록 상기 양성 모델의 내부면의 데이터를 수정하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
사용해야할 기계 공구의 제어 방법에 따라, 본 발명의 방법은 후속 가공 중에 상기 공구의 외형에 부합하도록 예비설정 오프셋 값을 사용하여 상기 양성 모델을 기계가공하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 경우가 적합할 수 있다.
제작 중에 기계 가공 후에 치수가 변경되는 블랭크들, 예를 들어 형상화 작업 후에 완전하게 소결되어 수축되어야만 하는, 소결 또는 사전 소결되지 않은 세라믹 블랭크들로부터 치과용 보철을 제작하기 위해서, 본 발명에 따른 방법은 제작 중에 상기 치과용 보철 재료의 수축 또는 팽창을 보상하기 위해 확대 인자를 사용하여 상기 양성 모델의 데이터를 처리하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하고, 특히 상기 확대 인자가 비선형 및/또는 이방성인 경우에는 양호한 끼워맞춤이 얻어지는 것이 장점이다.
특히 실질적으로 이방성 또는 이질성 블랭크들을 사용하면 치과용 보철의 매우 정확한 끼워맞춤이 얻어질 수 있고, 상기 확대 인자가 3차원 전달 함수 f(x,y,z)에 의해 결정되는 경우에, 상기 3차원 전달 함수 f(x,y,z)는 세라믹 블랭크의 3차원 밀도 분포 F(x,y,z)에 의해 적절하게 결정된다.
대규모 자동 제작을 위해서, 상기 방법은 가공해야할 블랭크에 배속된 상기 전달 함수 f(x,y,z) 또는 밀도 분포 F(x,y,z)를 데이터 캐리어(data carrier)로부터 판독하는 것을 특징으로 하고, 특히 상기 데이터 캐리어가 바 코드 라벨(bar code label), 입력 장치에 의해 판독될 수 있는 트랜스폰더 라벨(transponder label) 또는 상기 블랭크에 부착되는 식별 수단에 의해 액세스될 수 있는 데이터 뱅크(data bank)인 것이 유리하다.
본 발명의 추가의 상세, 장점들 및 특징들은 특허청구범위의 각각의 특징들 및/또는 그들의 조합으로부터 뿐만 아니라 첨부도면을 참조로 하는 바람직한 실시예의 하기 설명으로부터 확인될 수 있다.
도 1은 치과용 보철을 수용하기 위해 상부 영역들(3, 4)이 연마되어 있는 두개의 준비된 치아 뿌리들(1, 2)을 도시한다. 이러한 경우에, 상기 치과용 보철은 시각적인 씹는 표면을 형성하도록 종래의 방식으로 외장(6)이 제공된 기본 치교 구조체(5)를 포함한다. 상기 기본 치교 구조체(5)는 각각의 경우에, 접합 틈새들(7, 8) 내의 치과용 접합제 층에 의해 상기 치아 뿌리들(1, 2)에 결합된다.
명료화를 위해, 특히 접합 틈새들과 같은 상기 틈새(7, 8)는 완전히 실척으로 도시된 것은 아니다.
본 실시예에서, 치과용 보철 즉, 외장(6)을 갖는 상기 기본 치교 구조체(5)를 소망의 틈새들(7, 8)로 제작하기 위해서, 먼저, 상기 치과용 보철이 배치되는 턱의 마스터 모델이 본 발명에 따라 제작된다. 상기 마스터 모델은 환자의 치열을 음각 형태에 상응하는 본으로부터 얻어지는 양각 상태로 도시한다. 상기 마스터 모델에서, 숙련된 능력을 가진 치과 기술자는 양성 모델을 얻기 위해 저온에서 용융하고 중합 방식으로 경화하는 왁스 및 플라스틱으로 제작되는 상기 치과용 보철의 기본 구조체의 모델을 형성한다. 이러한 양성 모델은 디지털화되고, 그에 따라 공지된 광학식 또는 기계식 방법이 사용될 수 있다. 동시에, 틈새는 소망의 끼워맞춤 정밀도를 얻기 위해 오프셋 값을 입력함으로써 차후의 치과용 보철과 치아 뿌리 사이에 형성된다. 상기 틈새 폭은 축선-의존성, 특히 Z 방향으로 뒤틀림이 발생하고, 0에 가까운 작은 틈새 측정은 하부의 주변 영역에서 선택된다.
그와는 무관하게, 제작해야할 기본 구조체 또는 치과용 보철의 치수결정은, 통상 사용에 있어서, 최대 인장 응력이 사용된 재료 강도의 대략 0.1 내지 0.7배에 상응하도록 설계된다. 지목하자면, 단지 몇가지 세라믹들 예를 들어, Al2O3, 산화 지르코늄 혼합 크리스탈(ZrO2/Y-TZP), MgO, Y2O3, 또는 TiO2가 가능한 재료이다.
사용시에, 예를 들어 Al2O3는 최대 인장 응력이 245 N/㎟을 초과하지 않도록 유의해야 한다. 그러나, 일반적으로는 최대 인장 응력이 175 N/㎟인 재료이면 충분하다.
본 발명에 따른 방법에 의해 상기 치과용 보철(5)을 제작할 때, 제작될 치과용 보철(5)과 치아 뿌리(1, 2) 사이에 접합 틈새(7, 8)를 형성하기 위해 양성 모델의 내부면(9)이 기계가공되는 오프셋 값은 조작자에 의해 상호작용을 고려하여 설정되거나 또는 프로그래밍에 의해 명확하게 예비설정된다.
치과용 보철(5)과 치아 뿌리(1, 2)의 계면 영역에서의 최소 틈새 크기 및 차후의 충치 발생에 대한 특히 양호한 내성은, 상기 틈새의 값이 상기 양성 모델의 내부면(9)에 의해 한정되는 치강의 주변부(10)상의 낮은 값으로부터 상기 치강의 선단(11)의 보다 큰 값까지 상이할 경우에, 특히 상기 치강의 주변부(10)의 틈새가 5㎛ 이하, 바람직하게는 2.8㎛ 이하, 특히 바람직하게는 1.5㎛ 이하인 경우에 얻어질 수 있다.
상기 치아 뿌리(1, 2)의 추가의 충치 발생과 그에 따라 치교(5) 지지체의 손상이 일반적으로 예상되므로, 치과용 보철(5)과 치아 뿌리(1, 2) 사이의 중공 공간의 형성을 회피하기 위해, 언더컷이 상기 치과용 보철에서 상기 치아 뿌리(1, 2)에 배치될 수 없도록 하거나 또는 중공 공간이 형성되도록 하기 때문에, 상기 양성 모델의 인접 영역들의 데이터를 참조로 하여 언더컷에 대한 상기 양성 모델의 내부면(9)의 데이터 테스트를 추가로 수행하는 것이 유리하다.
환자에 의한 계속적인 사용 중에 상기 치과용 보철(5)의 파손에 대한 특히 높은 신뢰성을 위해서, 상기 데이터 모델의 벽 두께는 상기 양성 모델의 내부면(9)의 데이터와 상기 양성 모델의 외부면(12)의 데이터를 비교하고, 상기 벽 두께의 값을 치과의사 또는 치과 기술자의 입력에 의해 결정되거나 또는 프로그래밍에 의해 명확하게 예비설정될 수 있는 벽 두께의 최소값과 비교함으로써 계산된다. 산화 지르코늄 세라믹을 사용하는 경우에, 상기 벽 두께의 최소값은 바람직하게는 대략 0.1mm 내지 0.3mm인 것이 적합하다.
특히 안정적이며 내구성 있는 치교들(5)을 제작하기 위해서, 상기 치아 뿌리들(1, 2)에 의해 형성된 두개의 포스트들 사이의 영역(13, 14)에서 치교 요소들의 재료 단면적을 계산하고, 그 단면적을 조작자에 의해 상호작용을 고려하여 설정되거나 또는 프로그래밍에 의해 명확하게 예비설정될 수 있는 최소값과 비교하며, 상기 양성 모델의 외부면(12)의 데이터를 수정하는 것이 바람직하며, 적어도 상기 최소값은 산화 이트륨으로 강화된 산화 지르코늄 세라믹에서는 대략 2㎟ 내지 7㎟의 양이 바람직하게 얻어진다.

Claims (26)

  1. 3차원 매핑 및 디지털화된 양성 모델(positive model)로 구성되는 치아 뿌리(1, 2)에 체결되는 치과용 보철(5; dental prosthesis)의 제작 방법으로서,
    상기 디지털화된 양성 모델의 3차원 좌표의 데이터를 입력하는 단계와;
    제작될 치과용 보철과 상기 치아 뿌리(1, 2) 사이에 틈새(7, 8)를 형성하기 위해 상기 양성 모델의 내부면(9)을 예비설정 오프셋 값을 가지도록 기계가공하는 단계; 및
    상기 치과용 보철을 제작하기 위해 기계 공구에 의해 블랭크(blank)를 가공하는 프로그램을 계산하는 단계를 포함하는 치과용 보철 제작 방법에 있어서,
    상기 치과용 보철(5)을 위한 재료로서, 상기 치과용 보철의 정상 사용시에, 최대 인장 응력이 사용된 재료의 인장 강도의 0.1 내지 0.7배에 상응하는 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 치과용 보철에서의 최대 인장 응력이 상기 사용된 재료의 인장 강도의 0.2 내지 0.5배에 상응하도록, 상기 치과용 보철이 준비되는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 양성 모델의 내부면(9)의 3차원 좌표의 데이터를 상기 양성 모델의 외부면(12)의 데이터와 비교함으로써 상기 디지탈화된 양성 모델의 상기 데이터 모델의 벽 두께를 계산하고, 상기 벽 두께의 값을 벽 두께의 최소값과 비교하며, 적어도 상기 벽 두께의 최소값이 얻어지거나 또는 경고가 발생되도록 상기 양성 모델의 상기 외부면(12)의 데이터를 수정하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 벽 두께의 최소값은 적어도 0.05mm 내지 1.0mm인 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 벽 두께의 최소값은 적어도 0.3mm인 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 치아 뿌리들(1, 2)에 의해 형성된 두개의 포스트들 사이의 영역(13, 14)에서 치교 요소들의 재료 단면적을 계산하고, 상기 단면적을 최소값과 비교하며, 적어도 상기 최소값이 얻어지거나 또는 경고가 발생되도록 상기 양성 모델의 상기 외부면(12)의 3차원 좌표의 데이터를 수정하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 단면적의 최소값은 적어도 2㎟인 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 단면적의 최소값은 적어도 7㎟인 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 오프셋 값은 상기 축선에 의존하여 예비설정되는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오프셋 값은 0㎛ 초과 150㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오프셋 값은 치강의 주변부 상에서는 0㎛ 초과 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양성 모델의 인접 영역들의 데이터를 참조로, 상기 데이터의 개연성 테스트를 수행하고, 경우에 따라서는 경고를 발생시키는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양성 모델의 인접 영역들의 데이터를 참조로, 누락 데이터 지점들 또는 개연성이 없는 데이터 지점들을 보간 값들로 대체하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인접 영역들의 데이터를 참조로, 언더컷에 대해서 상기 양성 모델의 상기 내부면(9)의 3차원 좌표의 데이터의 테스트를 수행하고, 경우에 따라서는 경고를 발생시키는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 연마 기능에 의해 상기 디지탈화된 양성 모델의 3차원 좌표의 상기 데이터 모델의 상기 외부면 또는 내부면(12, 또는 9)을 연마하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양성 모델의 내부면의 반경을 계산하고, 상기 반경의 값을 최소 반경과 비교하며, 적어도 상기 최소 반경이 얻어지거나 또는 경고가 발생될 때까지 상기 치강이 확대되도록 상기 양성 모델의 상기 내부면의 3차원 좌표의 데이터를 수정하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 후속 가공 중에 상기 공구의 외형에 부합하도록 예비설정 오프셋 값을 사용하여 상기 양성 모델을 기계가공하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제작 중에 상기 치과용 보철 재료의 수축 또는 팽창을 보상하기 위해 확대 인자를 사용하여 상기 양성 모델의 3차원 좌표의 데이터를 처리하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 확대 인자는 상기 디지탈화된 양성 모델의 3차원 좌표의 상기 양성 모델에 걸쳐 이방성 또는 비선형인 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 디지탈화된 양성 모델의 3차원 좌표의 상기 양성 모델에 걸친 상기 확대 인자는 3차원 전달 함수 f(x,y,z)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 3차원 전달 함수 f(x,y,z)는 세라믹 블랭크의 3차원 밀도 분포 F(x,y,z)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 가공해야할 블랭크에 배속된 상기 전달 함수 f(x,y,z) 또는 밀도 분포 F(x,y,z)를 데이터 캐리어(data carrier)로부터 판독하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 데이터 캐리어는 바 코드 라벨(bar code label), 트랜스폰더 라벨(transponder label) 또는 상기 블랭크에 부착되는 식별 수단에 의해 액세스될 수 있는 데이터 뱅크(data bank)인 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  24. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 0.1mm의 최소 반경과 상기 양성 모델의 상기 외부면 또는 내부면의 반경을 비교하고,
    경고의 발생 또는 상기 최소 반경에 대해 상기 양성 모델의 상기 외부면 또는 내부면의 3차원 좌표의 데이터를 수정하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  25. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오프셋 값은 치강의 주변부 상에서는 0㎛ 초과 2.8㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
  26. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오프셋 값은 치강의 주변부 상에서는 0㎛ 초과 1.5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 치과용 보철 제작 방법.
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