KR100899535B1 - 브래킷 또는 튜브용 이송 지그, 이의 제작법 및 사용법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전자모형을 이용한 간접 부착술에 의한 치아 교정을 위한 브래킷 또는 튜브와 결합되어 사용되는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그, 그 제작 및 사용에 관한 것으로, 본 발명에 따른 브래킷 또는 튜브용 이송 지그는 상기 치아에 대응한 형상으로 이루어진 접촉면을 갖는 고정베이스를 포함하는 고정부와; 일측은 상기 고정부에 결합되며, 타측은 상기 브래킷과 착탈 가능하게 마련된 유동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉, 브래킷 또는 튜브용 이송 지그는 고정부와 유동부의 두 부분으로 착탈 가능한 구조를 갖는다. 이 때, 고정부는 개별 교정 치과에 설치된 소형/고정밀 CNC장비로 가동 제작되어 사용된다. 한편, 유동부는 기성품으로 치과에 공급되는데, 강도 및 내마모성이 높은 재료도 제작되어 재사용이 가능하다. 또한, 유동부는 아치와이어가 결합되는 방향과 동일하게 브래킷 또는 튜브의 슬롯에 착탈되며, 고정부에 회동 가능하게 결합된다.

이에 의하여, 브래킷 또는 튜브용 이송 지그의 제작 비용 및 제작 기간을 줄일 수 있어 제작비 등의 경제적 비용을 절감할 수 있다. 또한, 브래킷 또는 튜브를 환자에 부착할 때 정밀도 및 시술 시간을 향상시킬 수 있다. 또한, 치아에 부착된 브래킷 또는 튜브는 다른 간접부착술과 비교하여 훨씬 향상된 부착력을 제공하여 직접부착술과 같은 정도의 접착력을 가질 수 있다. 또한, 브래킷 또는 튜브가 치아에 부착 실패 등의 이유로 치아에 재부착하는 경우에도 높은 정밀도를 유지할 수 있다.

전자모형, CNC 장비, 브래킷(튜브), 유동부, 고정부

Description

브래킷 또는 튜브용 이송 지그, 이의 제작법 및 사용법{TRANSFER JIG FOR BRACKET OR TUBE, MANUFACTURING AND USING METHOD THEREOF}

본 발명은 브래킷 또는 튜브용 이송 지그, 이의 제작법 및 사용법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 치과 교정 장치의 간접부착술 중에서 CAD(Computer-aided Design) 및 CAM(Computer-aided Manufacture)를 이용하여 브래킷 또는 튜브의 측정, 제작 및 사용하는 방법을 개선한 브래킷 또는 뷰브용 이송 지그, 이의 제작법 및 사용법에 관한 것이다.

정상교합의 치열은 각각의 치아가 적절한 형태를 지낸 채로 특정한 요구 조건의 위치 선정이 필수적으로 되며, 앞니에서 어금니 쪽으로 갈수록 약간씩 높이가 낮아지게 배열되고, 앞니, 송곳니, 어금니는 적절한 정도의 경사 각도를 지닌 채로 배열되어야 씹고 말하며 잘 삼키고 예쁘게 보일 수 있다.

치아의 교정을 위해서는 치아의 전면 또는 후면에 부착된 브래킷 또는 튜브에 교정용 와이어를 고정시켜 치아에 지속적인 교정을 가하는 방법이 사용된다. 치열을 바르고 기능적으로 배열하는 교정치료 단계 중 하나인 브래킷 또는 튜브 부착과정은 작업자에 의해 좌우되는 브래킷 또는 튜브의 높이와 각도를 적절하게 조정 한 상태에서 부착될 때 성공적으로 수행될 수 있다.

이처럼 치아 교정작업을 위해 후술하는 바와 같이 직접부착술 또는 간접부착술이 개발되어 왔다.

먼저, 위치 결정을 위해 각종 게이지를 이용한 직접 부착방식은 비싼 게이지를 사용하여 브래킷 또는 튜브 부착작업을 수행하여야 한다. 특히, 어금니에 부착시 시야 확보의 어려우며, 접근성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 타액이 분비되는 구강에서 부착작업을 하므로 부착력이 저하될 수 있으며, 작업 시간이 많이 소요될 우려가 있다. 사용 중 브래킷 또는 튜브가 떨어졌을 때 기존의 위치를 재현할 수 없는 문제가 있다. 이는 재부착시 기존 위치를 유지할 수 있는 위치 기준을 잡을 수 없기 때문이다. 따라서, 교정을 받는 사람에게 불편을 주며 치료 기간이 길어질 수 있다.

또한, 육안을 이용한 직접 부착 방식이 있다. 직접 부착 방식은 값비싼 게이지는 사용하지 않지만 게이지를 사용한 경우의 단점들이 그대로 나타난다. 특히 작업자의 숙련도에 비교적 의존해야하는 문제가 있다. 이는 다양한 높이와 각도를 재현하지 못하는 원인이 되고, 재부착시 각도 및 위치 재현의 일관성과 정밀성이 저하될 우려가 있다.

그리고, 직접부착술의 한계를 극복하기 위해 환자의 치아를 본떠서 만든 석고와 같은 모형을 이용하는 간접 부착 방식이 개발되고 있다. 간접 부착 방식은 게이지나 육안을 이용한 방법보다는 정밀도가 높고 일관성 있는 위치를 선정할 수 있다는 장점을 갖는다. 간접 부착 방식은 모형 상의 모형치아에 구부러진 철사나, 복 잡한 기구들을 이용하여 브래킷 또는 튜브의 슬롯 위치를 정한 뒤, 모형치아에 브래킷 또는 튜브를 부착하게 된다. 그 후, 다양한 브래킷 또는 튜브용 이송 지그를 사용하여 모형치아에서 환자의 실제치아로 브래킷 또는 튜브를 이송한 후 브래킷 또는 튜브를 실제치아에 부착한다.

종래에는 석고 모형과 같은 모형에 브래킷 또는 튜브를 부착하고, 이 브래킷 또는 튜브를 환자의 실제치아에 옮길 수 있는 이송 지그를 수작업으로 제작하는 경향이 있었다.

그리고, SLOT 머신 등을 이용한 간접 부착 방식이 있다. 이는 모형을 기구의 고정대 위에 설치한 후, 개개 치아의 적절한 높이(height), 근원심 경사 각도(Angulation), 순측 또는 설측 경사각도(Torque), 두께(In & Out), 회전 정도(Rotation) 등을 계측하고 이 기구들의 또 다른 부속물을 이용하여 브래킷 또는 튜브의 슬롯의 위치를 정하게 된다. 그런 후, 이송 지그를 이용하여 브래킷 또는 튜브를 환자의 실제치아로 이송한다.

그런데, 이러한 석고와 같은 모형을 이용한 간접 부착 방식은 다소 정밀도가 떨어지며, 부착 시간이 많이 소요되어 작업 시간이 많이 걸린다는 문제점을 갖는다. 또한, 재료의 낭비가 과도해질 우려가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 브래킷 또는 튜브를 치아에 부착하는 과정에서 고정밀도를 유지할 수 있는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그, 이의 제작법 및 사용법 을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 브래킷 또는 튜브의 부착 시간을 단축시킬 수 있는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그, 이의 제작법 및 사용법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 재현성이 뛰어나서 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그, 이의 제작법 및 사용법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 부착력을 향상시킬 수 있는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그, 이의 제작법 및 사용법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 저가이며, 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그, 이의 제작법 및 사용법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 전자모형을 이용한 간접 부착술에 의한 환자의 실제 치아 교정을 위한 브래킷 또는 튜브용 이송 지그에 있어서, 상기 실제 치아에 대응한 형상으로 이루어진 접촉면을 갖는 고정베이스를 포함하는 고정부와; 일측은 상기 고정부에 결합되며, 타측은 상기 브래킷 및 튜브 중 적어도 하나와 착탈 가능하게 마련된 유동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그에 의해 달성된다.

상기 실제 치아의 모형물을 기초하여 3차원 스캐닝에 의해 형성된 상기 전자모형으로부터 상기 브래킷 또는 튜브, 상기 유동부 및 상기 고정부를 배치하여 상기 접촉면의 가공 데이터를 구하는 것이 바람직하다.

상기 접촉면은 불리안 작업(Boolean operation)에 따라 CNC(Computerized Numerical Control) 가공되는 것이 바람직하다.

상기 브래킷 또는 상기 튜브는 상기 브래킷 또는 상기 튜브를 상호 연결시키는 아치와이어가 관통되는 슬롯을 포함하며, 상기 유동부는 상기 아치와이어가 상기 슬롯이 형성된 방향을 따라 착탈되는 것이 바람직하다.

상기 유동부와 상기 브래킷 또는 상기 튜브를 결합시키는 결합 타이를 포함하고, 상기 유동부는 상기 브래킷 또는 상기 튜브의 슬롯에 결합되는 인서트 바를 포함하며, 상기 인서트 바와 상기 유동 아암이 근접된 영역에는 상기 결합 타이가 관통하는 타이슬롯이 형성된 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 목적은, 전자모형을 이용한 간접 부착술에 의한 실제 치아 교정을 위한 브래킷 또는 튜브용 이송 지그의 제작 및 사용 방법에 있어서, 환자의 실제 치아를 본떠서 만든 모형물을 3차원 측정 방법을 이용하여 전자모형을 형성하는 단계와; 상기 브래킷 또는 튜브와; 상기 치아에 대응한 형상으로 이루어진 접촉면을 갖는 고정베이스를 포함하는 고정부와, 일측은 상기 고정부에 결합되며 타측은 상기 브래킷 또는 상기 튜브와 착탈 가능하게 마련된 유동부를 갖는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그를 상기 전자모형에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그의 제작 및 사용 방법에 의해 달성된다.

상기 접촉면을 불리안 작업(Boolean operation)에 따라 CNC(Computerized Numerical Control) 가공하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 유동부와 실제치아에 부착시키도록 마련된 접착제가 도포된 상기 브래 킷 또는 상기 튜브를 상호 결합하는 단계와; 상기 고정부의 접촉면을 실제치아에 부착하는 단계와; 상기 고정부에 상호 결합된 상기 브래킷 또는 상기 튜브와 상기 유동부를 상기 고정부에 대해 회동 가능하게 결합하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 브래킷 또는 상기 튜브를 실제 치아의 목표위치에 위치시켜 상기 접착제의 과잉 부분을 제거하고 상기 접착제를 굳히는 단계와; 상기 브래킷 또는 상기 튜브로부터 상기 유동부를 분리하는 단계와; 상기 고정부를 실제 치아로부터 분리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 브래킷 또는 튜브를 환자 치아에 부착하는 과정에서 고정밀도를 유지할 수 있다.

또한, 디테일링(detailing) 시간 등을 단축할 수 있어 시술 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.

또한, 유동부를 고정부에 대해 회동 가능하게 결합되어 브래킷 또는 튜브를 실제 치아에 가압할 수 있어 다른 간접부착술에 비해 접착력이 뛰어나 직접부착술 만큼의 접착력을 기대할 수 있다.

브래킷 또는 튜브용 이송 지그를 분실이나, 브래킷 또는 튜브가 실제 치아로부터 분리되어 브래킷 또는 튜브를 재부착하는 경우 고정부를 간단하게 조각하거나 이송 지그를 이용하여 브래킷 또는 튜브를 실제 치아에 간편하고 정확한 위치에 배부착할 수 있다.

CNC 장비 설치비, 운영비가 비교적 저가여서 개별 치과에서 CNC 장비를 설치하여 사용할 수 있으므로 다른 간접부착술에 비해 제작 후 사용에 걸리는 시간 등을 단축시킬 수 있어 제작에 소요되는 시간을 상당하게 절감할 수 있다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 브래킷 이송 지그 및 이를 이송하는 방법에 대해 상세히 설명한다.

이하에서 설명의 편의를 위하여 간접 부착술 중에서 CAD(Computer-aided Design) 또는 CAM(Computer-aided Manufacture)를 이용한 치아 교정 장치에 대해 예를 들어 설명한다. 그리고, 브래킷 또는 튜브용 이송 지그를 측정 또는 제작할 수 있는 장비는 3차원 측정 방법을 포함하는 프로그램과, 이러한 브래킷 튜브용 이송 지그를 제작하도록 CNC(Computerized Numerical Control)에 의해 제어되는 장비를 포함한다. 이러한 CNC 장비 중에서도 CAM(Computer-aided Manufacturing)를 이용하는 3축을 포함하는 다축 CNC 장비를 예를 들어 설명한다.

이하에서는 설명의 편의상 브래킷 또는 튜브용 이송 지그(100)가 제작 사용되는 과정을 따라 순차적으로 설명한다.

<브래킷 또는 튜브 및 브래킷 또는 튜브용 이송 지그를 전자 모형에 배치 단계>

본 발명에 따른 브래킷 또는 튜브용 이송 지그(100)는, 도 1 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 고정부(110)와, 유동부(130)를 포함한다.

이하에서 설명의 편의를 위해 모형 치아(21)와 실제 치아(30)를 구분하지 않 고 치아로 혼용할 수 있으며, 문맥의 의미를 파악하여 모형 치아(21) 또는 실제 치아(30)로 해석될 수 있다.

또한, 브래킷 또는 튜브(50a, 50b, 50c)는 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 사용되는 일반브래킷(50a)과, 일반브래킷(50a)의 슬롯(미도시)의 일부분 또는 전체를 가로질러 막아 아치와이어(40)가 이탈되지 않도록 마련된 튜브형 브래킷(50b, 50c)을 포함한다. 본 발명에서는 전술한 세 종류의 브래킷 또는 튜브(50) 모두가 적용되나, 이하에서 설명의 편의를 위해 일반형 브래킷(50a)을 브래킷(50)으로 통칭하며 필요에 따라 구별할 수 있다.

또한, 이하에서 전자모형(20)에서 사용되는 가상의 브래킷(50)과 가상의 브래킷 또는 튜브용 이송 지그(100)도 특별하게 구분하지 않고 환자의 실제 치아(30)에 부착되는 브래킷(50)과 브래킷 또는 튜브용 이송 지그(100)와 혼용될 수 있다.

전자모형(20)은 환자의 실제 치아(30)를 본떠서 만든 석고와 같은 모형물(미도시)을 3차원 스캐닝과 같은 측정 방법으로 측정하여 형성된 가상의 모형이다. 전자모형(20)은 환자의 실제 치아(30)에 각각 대응한 복수의 모형 치아(21)를 갖는다. 즉, CAD 등에 의한 측정 프로그램 또는 CNC 장비(140)를 포함하는 3차원 측정 방법 또는 장치를 이용하여 전자모형(20)에 형성된 모형 치아(21)의 3차원적인 데이터를 모형물로부터 얻을 수 있다. 이러한 3차원 측정 장치 및 방법은 사용자가 각각 사용할 수도 있으나, 공용으로 사용하는 것이 비용 등의 측면에서 바람직하다. 또는, 필요에 따라 모형물을 측정한 전자모형(20)을 각 사용자에게 프로그램과 함께 제공할 수 있다. 이에, 사용자는 환자의 다양한 치열 상태 따라 브래킷(50) 과, 유동부(130)와, 고정부(110)를 적절하게 배열하여 가장 효과적인 배치 상태를 구할 수 있다. 이에, 비용과 시간을 절감할 수 있다.

전자모형(20)의 모형 치아(21)의 각 부분의 높이, 각도 등이 3차원적으로 측정될 수 있다. 이에, 실제 치아(30)에 부착되는 가상의 브래킷(50)을 모형 치아(21)에 먼저 배열시키고, 브래킷 또는 튜브용 이송 지그(100)를 브래킷(50)과 모형 치아(21)에 배열시켜 필요한 데이터를 얻을 수 있다.

모형 치아(21)는 전자모형(20)에 형성되며 실제 치아(30)에 대응한 모형물을 기초로 만들어진다. 모형 치아(21)는 실제 치아(30)와 마찬가지로 상하로 형성된 24~28 개로 이루어진다.

이에, 실제 치아(30)에 대응한 모형 치아(21)를 측정하여 실제 치아(30)의 3차원적인 구조에 대한 데이터를 용이하게 얻을 수 있다. 즉, 환자의 움직임 등으로 실제 치아(30)를 측정하기 어려움을 방지할 수 있으며, 모형 치아(21)에 대한 데이터로부터 실제 치아(30)에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다.

실제 치아(30)는 환자의 입 안에 있는 치아를 의미한다. 실제 치아(30)는 환자의 치열의 배치, 치아(30)의 크기 등에 따라 다양한 형상, 크기 등을 갖는다. 작업자는 전자모형(20)에 기초하여 데이터를 구해 제작된 브래킷(50)과, 브래킷 또는 튜브용 이송 지그(100)를 효과적으로 실제 치아(30)에 부착시킬 수 있다. 각각의 실제 치아(30)는 앞쪽부터 순서대로 중절치, 측절치, 견치, 제1 소구치, 제2 소구치, 제1 대구치, 제2 대구치를 포함한다. 이하에서는 설명의 편의상 각각의 치아를 구별하지 않는다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 하부 치아 및 상부 치아가 있으 나, 대표적으로 하부 치아에 대해서만 설명한다. 다만, 상부 치아에 브래킷(50)과 브래킷 또는 튜브용 이송 지그(100)를 부착하는 경우에는 이하의 설명에서 방향이 다소 상이하게 적용될 수 있다.

이를 도 10에 도시된 바와 같이 브래킷(50), 브래킷 또는 튜브용 이송 지그(100)를 전자모형(20)에 배치하여 데이터를 구하는 단계(S101)를 나누어 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 10에 도시된 바와 같이, 환자의 실제 치아(30)를 본떠 만든 석고와 같은 모형물의 치아를 3차원 측정 수단과 방법을 이용하여 가상의 전자모형(20)을 만든다(S110). 이에, 전자모형(20)의 모형치아(21)의 데이터를 측정, 운영할 수 있는 3차원적 프로그램인 소프트웨어가 제공될 수 있다.

이에, 실제 치아(30)의 상태를 정밀하게 측정할 수 있어 정밀한 데이터에 근거하므로 정교한 데이터를 얻을 수 있다. 이러한 측정 및 배열 단계는 개별 치과에서도 이루어 질 수 있으나 측정 장치가 고가인 경우 별도의 운영주체가 이를 담당할 수 있다. 따라서, 개별치과는 운영주체에서 제공하는 데이터를 브래킷(50), 브래킷 또는 튜브용 이송지그(100)의 제작 및 사용에 활용할 수 있어 가격이 저렴하고 정확한 데이터에 따라 제작 및 사용에 있어서도 정밀도를 향상시킬 수 있다.

도 1 및 도 10에 도시된 바와 같이, 전자모형(20)의 각각 모형 치아(21)에 일정한 크기를 갖는 브래킷(50)과, 고정부(110)와, 유동부(130)를 가상적으로 배치시킨다(S120). 이에, 모형 치아(21)와 간섭이 되는 고정부(110)의 접촉면(113)에 대한 데이터를 정확하게 얻을 수 있다.

<브래킷 또는 튜브용 이송 지그 제작 단계>

브래킷(50)은 불균일한 환자의 치열 교정을 위해 모형 치아(21)로부터 실제 치아(30)에 부착되는 높이, 위치 등과 같은 데이터에 근거하여 실제 치아(30)에 부착된다. 브래킷(50)은 브래킷 본체(51)와, 슬롯(53)과, 슬롯커버(55)와, 타이윙(57)을 포함한다. 브래킷(50)은 실제 치아(30)에 부착된 후 아치와이어(40)에 의해 발생되는 힘을 보조 탄성재료(미도시) 등을 매개로 하여 실제 치아(30)에 전달하여 실제 치아(30)의 교정 작업을 수행할 수 있다.

브래킷 본체(51)는, 실제 치아(30)에 부착되어 아치와이어(40)에서 발생되는 힘을 실제 치아(30)에 전달할 수 있는 충분한 강도를 갖는다. 브래킷 본체(51)에는 아치와이어(40)를 수용하는 슬롯(53)이 형성되어 있다. 브래킷 본체(51)는 실제 치아(30)에 접착제(70)를 매개로 강하게 부착된다. 이 과정에서 브래킷 본체(51)가 실제 치아(30)에 부착되는 위치, 각도 등은 전술한 바와 같이 모형 치아(21)의 3차원 측정한 결과에 근거하여 얻을 수 있다. 이에, 치열 교정을 위한 브래킷(50)의 적절한 위치를 전자모형(20)의 시뮬레이션 결과에 기초하여 간단하게 구할 수 있다.

슬롯(53)은, 브래킷 본체(51)에 형성되어 아치와이어(40)를 수용한다. 슬롯(53)은 일실시예로 브래킷 본체(51)에 함몰되어 있으나, 공지의 다양한 형상을 포함한다. 슬롯(53)의 길이방향을 따라 유동부(130)가 착탈된다.

슬롯커버(미도시)는, 슬롯(53)을 막도록 슬롯(53)을 가로질러 형성되어 있다. 슬롯커버는 특히, 튜브형 브래킷(50b, 50c)에 형성되며, 슬롯(53)에 수용된 아 치와이어(40)가 외부로 이탈되지 않게 한다. 슬롯커버(55)는 필요에 따라 소정의 외압에 의해 분리될 수 있도록 브래킷 본체(51)와 결합될 수 있다.

타이윙(57)은 슬롯(53)으로부터 아치와이어(40)가 이탈하는 것을 방지하기 위해 결찰선(미도시)를 권취하는 과정에서 결찰선을 지지하는 기능을 한다. 타이윙(57)은 일실시예와 같이 브래킷 본체(51)로부터 연장되어 돌출되나 동일한 기능을 수행할 수 있는 범위에서 다양한 공지의 형상을 선택적으로 채용할 수 있다.

접착제(70)는 브래킷(50)을 실제 치아(30)에 부착시키며, 일실시예로 레진(Resin)을 포함한다.

여기서, 브래킷(50)과, 고정부(110)와, 유동부(130)는 각각의 실제 치아(30)의 크기, 위치에 관계없이 일정한 크기로 제작되는 것이 바람직하다. 필요에 따라 두 종류의 브래킷(50)과, 고정부(110)와, 유동부(130)로 이루어 질 수 있다. 또한, 브래킷(50)과, 유동부(130) 등을 다시 사용할 수 있다. 이에, 대량 생산이 가능하며, 제조비용 등을 절감하여 재료비를 절감시킬 수 있다.

또한, 브래킷(50)과, 유동부(130)의 재질은 내마모성을 갖는 금속재질을 포함하여 재사용 가능하며, 충분한 강도를 갖는 것이 바람직하다.

고정부(110)는, 모형 치아(21)에 가상적으로 배치되거나 실제 치아(30)에 부착되어 유동부(130)와 결합되어 브래킷(50)을 이송하는 과정에서 브래킷(50)을 지지한다. 고정부(110)는 가공되기 전에 모형 치아(21)의 크기에 관계없이 일정한 크기로 성형되는 것이 바람직하다. 고정부(110)는 항상 접촉면(113)을 가공하며 접촉면(113)의 형상이 다양하므로 플라스틱 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 고정 부(110)는 고정 본체(111)와, 크램핑 홈(115)과, 핀수용 홈(117)과, 유동본체 수용홈(119)을 포함한다.

고정 본체(111)는, 모형 치아(21)에 가상적으로 배치되거나, 실제 치아(30)에 부착된다. 고정 본체(111)가 모형 치아(21)에 부착되는 위치는 전술한 바와 같이 모형 치아(21)의 3차원 측정한 결과에 근거하여 교정을 위한 브래킷(50)의 적절한 위치, 유동부(130)의 크기 등에 기초하여 구해질 수 있다. 고정 본체(111)에는 접촉면(113)과, 크램핑 홈(115)이 형성되어 있다. 고정 본체(111)는 사각형상을 포함하며 필요에 따라 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 고정 본체(111)는 일측에 유동부(130)가 수용되는 유동본체 수용홈(119)이 형성되어 있다. 고정 본체(111)는 일체로 성형되는 것이 바람직하다.

접촉면(113)은 가상의 모형 치아(21)에 배치되고, 실제 치아(30)에 직접 부착되는 부분으로 고정 본체(111)의 하단부에 해당된다. 접촉면(113)은 전술한 바와 같이 모형 치아(21)의 3차원 측정한 결과에 근거하여 가공된다. 가공되어 형성되는 접촉면(113)의 데이터는 브래킷(50)의 적절한 배치 위치, 유동부(130)의 크기, 고정부(110)의 크기 등에 기초하여 구해질 수 있다. 접촉면(113)은 3차원 가공 방법 중 하나로 CNC 장비(140) 등에 많이 사용되는 불리안 작업(Boolean operation)에 의해 가공된다. 이러한 CNC 장비(140)는 크게 고가가 아니므로 사용자가 구매하여 직접 접촉면(113)을 가공할 수 있다. 이에, 고정부(110)의 분실 또는 파손 시에도 간편하게 사용자 또는 작업자가 간편하게 다시 가공할 수 있다.

즉, 접촉면(113)을 가공하는 장비는 다양한 것을 포함하나, RP(Rapid Prototyping) 장비와 CNC 장비(140)를 포함할 수 있다. 두 장비를 비교하면 다음과 같다.

여기서, RP 장비는 고가이며, 가공할 수 있는 형상에는 비교적 제한이 없다. RP 장비는 정밀도가 중간 정도이고 가동 재료비 또한 고가이다. 예를 들면, RP 장비는 2억 정도의 가격이며, 재료비는 5만원 정도 소요된다. 그리고, 가공 정밀도는 40~80㎛ 이다.

본 발명에 적용되는 CNC 장비(140)는 가공할 수 있는 형상이 RP 장비에 비해 제한된다. CNC 장비(140)는 RP 장비에 비해 가격이 저가이나 정밀도는 높다. CNC 장비(140)는 공구 간섭이 생길 우려가 있다. 예를 들면, 본 발명에 적용되는 CNC 장비(140)는 500만원으로 RP 장비에 비해 저렴하다. CNC 장비(140)에 의해 가공되는 재료비는 수 천원으로 RP 장비에 비해 저렴하다. 또한, 가공 정밀도는 10㎛ 이다.

이에, 일정한 크기를 갖는 고정부(110)의 고정 본체(111)에서 가공하는 부분을 최소화하여 대량 생산 및 원가를 절감할 수 있다.

따라서, 사용자는 브래킷(50)을 실제 치아(30)에 부착하는 과정에서 실제 치아(30)의 형상에 대응된 접촉면(113)을 기준으로 브래킷(50)의 위치를 실제 치아(30) 상에서 용이하게 선정할 수 있다. 이에, 브래킷(50)을 실제 치아(30)에 부착하는 위치를 선정하는 과정에서 고정밀도를 유지할 수 있으며, 고정밀도에 의해 이상적인 치열 교정 상태를 유지하여 치료 기간을 단축시킬 수 있다. 이에, 환자는 비용 및 시간을 절감할 수 있다.

크램핑 홈(115)은 고정 본체(111)에 형성되어 있다. 크램핑 홈(115)은 고정 본체(111)의 사각 면 중 2 개 이상의 면에 함몰 형성된다. 크램핑 홈(115)은 접촉면(113)을 가공하는 과정에서 CNC 장비가 고정 본체(111)를 지지하는 기능을 수행한다. 이러한 크램핑 홈(115)은 일실시예와 달리 원형 등을 포함하는 다양한 형상을 가질 수 있다.

이에, 도 2에 도시된 바와 같이, CNC 장비(140)는 베이스(141)와, 베이스(141)에 대해 좌우방향으로 이동 가능한 프레임(143)과, 공구가 부착되어 상하방향으로 이동 가능한 상하이동부(145)와, 프레임(143)과 결합되어 상하이동부(145)를 전후방향으로 이동시킬 수 있는 전후이동부(147)를 포함한다. 여기서, 상하 이동은 프레임(143) 자체가 상하방향으로 이동할 수 있음은 물론이다.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 CNC 장비(140)에 여러 개의 고정부(110)를 크램핑홈(115)으로 고정시켜 놓고 고정부(110)의 접촉면(113)을 CNC 장비(140)에 입력된 데이터에 의해 가공할 수 있다.

핀수용 홈(117)은 유동부(130)의 유동핀(133)을 수용하여 고정부(110)에 대해 유동부(130)가 회동되도록 할 수 있다. 핀수용 홈(117)은 유동핀(133)과 맞물려 회동할 수 있고, 소정의 외력 이하에서는 맞물려 결합된 상태를 유지할 수 있는 공차로 핀수용 홈(117)과 유동핀(133)은 상호 결합되는 것이 바람직하다.

이에, 유동부(130)가 고정부(110)에 안정적으로 결합 유지되어 브래킷(50)이 회동하는 과정에서 브래킷(50)의 재현성을 향상시킬 수 있다. 브래킷 또는 튜브용 이송 지그(100)와 결합되는 브래킷(50)의 부착위치에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 브래킷(50)이 고정부(110)에 대해 회동할 수 있으므로, 사용자 내지 작업자는 브래킷(50)을 실제 치아(30)를 향하여 가압할 수 있어 실제 치아(30)에 부착되는 브래킷(50)의 접착력을 향상시킬 수 있다.

유동본체 수용홈(119)은 고정 본체(111)의 전방 우측 하단 영역에 함몰 형성되어 유동 본체(131)가 회동할 수 있는 공간을 확보해 준다. 유동본체 수용홈(119)은 필요에 따라 일실시예와 달리 고정부(110)에 유동부(130)를 결합하기 용이하게 치아의 상하 및 좌우 위치 등에 따라 고정 본체(111)의 다양한 영역에 마련될 수 있다.

유동부(130)의 일측은 고정부(110)에 결합되며, 타측은 브래킷(50)에 결합된다. 유동부(130)는 이송과정 등에서 변형을 최소할 수 있도록 금속제로 이루어진 것이 바람직하다. 유동부(130)는 유동 본체(131)와, 유동핀(133)과, 유동 아암(135)과, 인서트 바(137)를 포함한다. 유동부(130)는 타이슬롯(153)을 더 포함한다. 이러한 유동부(130)는 각 치아와 무관하게 동일한 크기를 가지며, 일체로 성형되는 것이 바람직하다.

또한, 유동부(130)는 브래킷(50)의 슬롯(53)에 아치와이어가 결합되는 방향으로 슬롯(53)과 결합 내지 분리된다.

이에, 유동부(130)와 브래킷(50)의 결합 내지 분리를 간편하게 할 수 있다. 또한, 브래킷(50)이 고정부(110)에 대해 회동할 수 있어 사용이 간편하다.

유동 본체(131)는, 고정 본체(111)의 유동본체 수용홈(119)에 수용된다. 유 동 본체(131)의 일측에는 고정부(110)에 결합되는 유동핀(133)이 연장 형성되며, 타측에는 유동 아암(135)에 연장 형성된다.

유동핀(133)은 유동 본체(131)의 좌측에서 연장되며 핀수용 홈(117)과 결합한다. 유동핀(133)은 긴 원형 막대 형상으로 이루어져 있다.

이에, 유동핀(133)에 의해 고정부(110)에 대해 유동 본체(131)가 회동할 수 있다.

유동 아암(135)은 유동 본체(131)의 하측으로부터 하향 연장된다. 유동 아암(135)의 단부로부터 돌출되어 인서트 바(137)가 연장되어 있다.

인서트 바(137)는 유동 아암(135)의 단부에 마련되며, 브래킷(50)의 슬롯(53)과 결합된다. 인서트 바(137)는 슬롯(53)의 형상에 대응하여 마련되는 것이 바람직하다.

타이 슬롯(153)은 인서트 바(137) 또는 유동 아암(135)에 형성되어 결합 타이(170)를 지지하는 기능을 수행한다. 타이 슬롯(153)은 결합 타이(170)의 형상에 대응한 원형이 바람직하나 사각형과 같은 다양한 형상을 선택적으로 채용할 수 있다.

결합 타이(170)는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그(100)와 브래킷(50)을 결합 유지시키는 기능을 수행한다. 결합 타이(170)는 유동부(130)의 타이슬롯(153)에 물려 브래킷(50)과 브래킷 또는 튜브용 이송 지그(100)를 상호 결합하는 구조를 갖는다.

전술한 바와 같이 도 10을 참고하여 고정부(110)를 가공하는 단계(S103)를 설명하면 다음과 같다.

전자모형(20)에 고정부(110)를 배치하여 얻은 데이터에 근거하여 CNC 장비(140)로 고정부(110)의 접촉면(113)을 가공한다(S130). 이 과정에서 고정 본체(111)의 크램핑 홈(115)은 CNC 장비(140)가 고정 본체(111)를 용이하게 지지할 수 있게 한다. 이러한 CNC 장비(140)는 크게 고가가 아니므로 사용자인 개별 치과에 비치되어 저렴한 비용으로 각 모형 치아(21)에 대응한 접촉면(113)을 가공할 수 있다. 즉, 전자모형(20)에서 얻은 데이터를 사용할 수 있는 소프트웨어를 갖는 CNC 장비(140)에 의해 접촉면(113)을 가공할 수 있다.

이에, 사용자 등은 짧은 시간 내에 작업을 간편하게 완성시킬 수 있다.

<브래킷 또는 튜브용 이송 지그 사용 단계>

브래킷 또는 튜브용 이송 지그 사용 단계(S105)는 다음과 같은 여러 단계로 나누어진다.

도 4 및 도 10에 도시된 바와 같이, 브래킷(50)과 유동부(130)를 결합한다(S140). 이 과정에서 유동부(130)는 브래킷(50)의 슬롯(53)에 결합되며, 실제 치아(30)와 부착되는 브래킷 본체(51)의 후방에는 접착제(70)가 도포된다. 또한, 유동부(130)가 슬롯(53)에 결합되는 방향은 아치와이어(40)가 슬롯(53)에 결합되는 방향과 동일한 것이 바람직하다. 즉, 유동부(130)는 슬롯(53)의 길이방향인 좌우방향으로 결합되는 것이 바람직하다.

그리고, 결합 타이(170)는 필요에 따라 브래킷(50)과 유동부(130)의 결합된 상태를 유지할 수 있도록 유동부(130)의 타이윙(57) 및 유동부(130)의 타이슬 롯(139)에 지지되는 것이 바람직하다.

이에, 사용자 내지 작업자는 유동부(130)를 브래킷(50)에 용이하게 결합하며, 결합된 상태가 변형되지 않도록 할 수 있다.

도 5 및 도 10에 도시된 바와 같이, 실제 치아(30)에 CNC 장비(140) 등에 의해 가공된 고정부(110)의 접촉면(113)을 부착시킨다. 즉, 전자모형(20)으로부터 얻은 데이터와 동일한 위치의 실제 치아(30)에 접촉면(113)을 배치하고 고정부(110)를 부착시킨다.

이에, 접촉면(113)을 이용하여 사용자 내지 작업자는 간편하게 고정부(110)를 실제 치아(30)에 부착시킬 수 있다.

여기서, 브래킷(50)과 유동부(130)를 결합하는 단계(S140)와, 실제 치아(30)에 고정부(110)를 부착하는 단계(S150)는 전후 관계없이 동시에 진행될 수 있다.

도 6 및 도 10에 도시된 바와 같이, 고정부(110)에 상호 결합된 브래킷(50)과 유동부(130)를 결합한다(S160). 유동부(130)의 인서트 바(137)는 브래킷(50)의 슬롯(53)에 수용되며, 유동부(130)의 유동핀(133)은 고정부(110)의 핀수용 홈(117)에 결합된다. 즉, 고정부(110)에 대해 브래킷(50)이 회전 운동 가능하게 결합된다.

이에, 사용자 내지 작업자는 실제 치아(30)의 정확한 위치에 브래킷(50)을 정확하며 간편하게 부착시킬 수 있어 부착 과정에서 고정밀도를 유지할 수 있다.

도 7 및 도 10에 도시된 바와 같이, 브래킷(50)을 실제 치아(30)에 부착시킨다(S170). 브래킷(50)에 도포된 접착제(70)는 브래킷(50)을 실제 치아(30)에 부착되도록 한다. 즉, 이 단계에서는 사용자 등이 고정부(110)에 대해 회동 가능한 브 래킷(50)을 가압할 수 있으므로 브래킷(50)의 접착력을 직접부착술에 가깝게 유지할 수 있다.

브래킷(50)이 실제 치아(30)의 정확한 위치에 부착되도록 할 수 있다. 브래킷(50)과 실제 치아(30) 사이의 과잉의 접착제(70)를 제거한다. 그런 후, 접착제(70)를 광조사 등과 같은 방법으로 굳힌다.

이에, 사용자 등은 실제 치아(30)에 대해 브래킷(50)을 가압할 수 있어 브래킷(50)의 부착력을 증대시킬 수 있다.

도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이, 유동부(130)를 브래킷(50)과 고정부(110)로부터 분리시킨다(S180). 즉, 분리과정은 결합과정과 반대로 아치와이어(40)가 결합되는 반대 방향으로 유동부(130)가 브래킷(50)의 슬롯(53)으로부터 분리된다. 즉, 근심 방향에서 원심 방향으로 결합되는 것과 반대로 원심 방향에서 근심 방향으로 분리된다(도 8의 화살표 방향 참조). 사용자는 다른 브래킷(50)이나 입안의 다른 장애물과 간섭이 발생하지 않도록 브래킷(50) 부착 및 분리작업을 할 수 있다.

이에, 사용자 등은 유동부(130)를 브래킷(50) 및 고정부(110)로부터 편리하게 분리시킬 수 있다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 실제 치아(30)로부터 고정부(110)를 분리시킨다(S190). 고정부(110)의 접촉면(113)은 실제 치아(30)로부터 분리된다.

그런 후, 브래킷(50)에는 아치와이어(40)가 슬롯(53)에 수용되며, 필요에 따라 타이윙(57)에 지지되는 결찰선 또는 슬롯커버에 의해 아치와이어(40)는 슬 롯(53)을 이탈하지 않는다. 이에, 아치와이어(40)에 의해 발생하는 힘이 보조탄성부재 등을 매개로 브래킷(50)을 통해 실제 치아(30)에 전달되어 치열 교정 작업이 진행된다.

이에, 브래킷(50)의 재현성이 향상될 수 있으며, 작업자의 사용이 간편하다. 또한, 브래킷(50)을 정 위치에 부착하는 고정밀도를 향상시켜 치료 기간이 적게 소용되며 시술 기간, 비용 또한 절감될 수 있다. 그리고, 교정치료 과정 중 디테일링(detailing) 과정을 생략할 수 있다.

여기서, 본 발명의 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자모형에 브래킷 또는 튜브 및 브래킷 또는 튜브용 이송 지그가 배치된 상태를 나타낸 사시도,

도 2는 도 1의 고정부가 CNC 장비에서 가동되는 과정을 개략적으로 도시한 사시도,

도 3은 도 1의 브래킷 또는 튜브용 이송 지그의 분해 사시도,

도 4 내지 도 9는 실제 치아에 브래킷 또는 튜브를 부착 및 분리하는 과정을 설명하기 위한 사시도,

도 10은 브래킷 또는 튜브용 이송 지그의 제작 및 사용 방법을 나타낸 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 전자모형 21 : 모형 치아

30 : 실제 치아 40 : 아치 와이어

50 : 브래킷 또는 튜브 51 : 브래킷 본체

53 : 슬롯 57 : 타이윙

70 : 접착제

100 : 브래킷 또는 튜브 이송 지그 110 : 고정부

111 : 고정본체 113 : 접촉면

115 : 크램핑 홈 117 : 핀수용 홈

119 : 유동본체 수용홈 130 : 유동부

131 : 유동 본체 133 : 유동핀

135 : 유동 아암 137 : 인서트 바

139 : 타이슬롯 140 : CNC 장비

170 : 결합 타이

Claims (12)

1. 전자모형을 이용한 간접 부착술에 의한 환자의 실제 치아 교정을 위한 브래킷 또는 튜브용 이송 지그에 있어서,

   상기 실제 치아에 대응한 형상으로 이루어진 접촉면을 갖는 고정 본체를 포함하는 고정부와;

   일측은 상기 고정부에 결합되며, 타측은 상기 브래킷 및 튜브 중 적어도 하나와 착탈 가능하게 마련된 유동부를 포함하며,

   상기 유동부는 상기 고정부에 환자 치아의 원심 방향 내지 근심 방향으로 착탈되며, 상기 유동부는 상기 고정부에 결합된 상태에서 상기 브래킷 및 튜브 중 어느 하나가 환자 치아를 향하여 가압되도록 상기 고정부에 대해 회전 운동 가능한 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그.
2. 제1항에 있어서,

   상기 실제 치아의 모형물을 기초하여 3차원 스캐닝에 의해 형성된 상기 전자모형으로부터 상기 브래킷 또는 튜브, 상기 유동부 및 상기 고정부를 배치하여 상기 접촉면의 가공 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 접촉면은 불리안 작업(Boolean operation)에 따라 CNC(Computerized Numerical Control) 가공되는 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그.
4. 제1항에 있어서,

   상기 고정부는 상기 고정 본체의 일측으로부터 함몰 형성된 유동본체 수용홈을 포함하고,

   상기 유동부는 상기 유동본체 수용홈에 수용되는 유동본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그.
5. 전자모형을 이용한 간접 부착술에 의한 환자의 실제 치아 교정을 위한 브래킷 또는 튜브용 이송 지그에 있어서,

   상기 실제 치아에 대응한 형상으로 이루어진 접촉면을 갖는 고정 본체를 포함하는 고정부와;

   일측은 상기 고정부에 결합되며, 타측은 상기 브래킷 및 튜브 중 적어도 하나와 착탈 가능하게 마련된 유동부를 포함하며,

   상기 브래킷 또는 상기 튜브는 상기 브래킷 또는 상기 튜브를 치아의 원심 방향 및 근심 방향으로 상호 연결하는 아치와이어가 결합 되도록 관통 형성된 슬롯을 포함하며,

   상기 유동부는, 상기 아치와이어가 상기 슬롯에 결합되는 방향을 따라, 상기 고정부와 착탈되는 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그.
6. 제5항에 있어서,

   상기 유동부는 상기 고정부에 결합된 상태에서 상기 브래킷 및 튜브 중 어느 하나가 환자 치아를 향하여 가압되도록 상기 고정부에 대해 회전 운동 가능한 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그.
7. 제5항에 있어서,

   상기 유동부와 상기 브래킷 또는 상기 튜브를 결합시키는 결합 타이를 포함하고,

   상기 유동부는 상기 브래킷 또는 상기 튜브의 슬롯에 결합되는 인서트 바를 포함하며,

   상기 유동부의 상기 인서트 바와 근접된 영역에는 상기 결합 타이가 관통하는 타이슬롯이 형성된 것을 특징으로 하는 브래킷용 이송 지그.
8. 전자모형을 이용한 간접 부착술에 의한 실제 치아 교정을 위한 브래킷 또는 튜브용 이송 지그의 제작방법에 있어서,

   환자의 실제 치아를 본떠서 만든 모형물을 3차원 측정 방법을 이용하여 전자모형을 형성하는 단계와;

   상기 브래킷 또는 튜브와, 상기 실제 치아에 대응한 형상으로 이루어진 접촉면을 갖는 고정 본체를 포함하는 고정부와, 일측은 상기 고정부에 결합되며 타측은 상기 브래킷 및 튜브 중 적어도 하나와 착탈 가능하게 마련된 유동부를 포함하며, 상기 유동부는 상기 고정부에 환자 치아의 원심 방향 내지 근심 방향으로 착탈되며, 상기 유동부가 상기 고정부에 결합된 상태에서 상기 브래킷 및 튜브 중 어느 하나가 환자 치아를 향하여 가압되도록 상기 고정부에 대해 회전 운동 가능하게 상기 유동부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그의 제작방법
9. 제8항에 있어서,

   상기 접촉면을 불리안 작업(Boolean operation)에 따라 CNC(Computerized Numerical Control) 가공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그의 제작방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 고정부는 상기 고정 본체의 일측으로부터 함몰 형성된 유동본체 수용홈을 형성하고, 상기 유동부는 상기 유동본체 수용홈에 수용되는 유동본체를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그의 제작방법.
11. 제9항에 있어서,

    상기 유동부와 실제치아에 부착시키도록 마련된 접착제가 도포된 상기 브래킷 또는 상기 튜브를 상호 결합하는 단계와;

    상기 고정부의 접촉면을 실제치아에 부착하는 단계와;

    상기 고정부에 상호 결합된 상기 브래킷 또는 상기 튜브와 상기 유동부를 상기 고정부에 대해 회동 가능하게 결합하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그의 제작방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 브래킷 또는 상기 튜브를 실제 치아의 목표위치에 위치시켜 상기 접착제의 과잉 부분을 제거하고 상기 접착제를 굳히는 단계와;

    상기 브래킷 또는 상기 튜브로부터 상기 유동부를 분리하는 단계와;

    상기 고정부를 실제 치아로부터 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브래킷 또는 튜브용 이송 지그의 제작방법.

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