KR100901328B1 - 치과 및 의료용 초음파 팁과 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며 제조의 용이함을 제공할 수 있는 치과 및 의료용 초음파 팁과 그 제조방법이 제공된다. 치과 및 의료용 초음파 팁 제조방법은 분말을 포함하는 성형 혼합물을 제공하는 단계, 팁 바디 및 상기 팁 바디 표면에 돌출 형성된 다수의 팁 돌기를 일체로 형성하기 위하여 상기 성형 혼합물을 사출하여 중간 성형체를 제조하는 단계 및 상기 중간 성형체를 소결하는 단계를 포함하고, 상기 팁 바디와 상기 팁 돌기는 동일 재질로 형성되며, 상기 팁 돌기는 상기 팁 바디 표면에서 실질적으로 연마가 이루어지는 부분에 조밀하게 배치된다.
치과, 초음파, 팁, 중간 성형체, 팁 바디, 돌기

Description

치과 및 의료용 초음파 팁과 그 제조방법{DENTAL AND MEDICAL ULTRASONICS TIP AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 치과 및 의료용 초음파 팁 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며 제조의 용이함을 제공할 수 있는 치과 및 의료용 초음파 팁 및 그 제조방법에 관한 것이다.
치과용 초음파 팁은 초음파의 진동에너지를 이용하여 팁을 진동시켜 치아에 증착된 치석 및 다른 부착 이물질을 제거하거나 신경치료(근관 수술)를 위해 사용되고 있으며, 그 외에도 임플란트 수술, 치주 수술, 구강 수술 및 상악 악안면 수술 등의 각종 치과 치료를 위해 널리 사용되고 있다. 또한, 의료용 초음파 팁은 뼈에 대한 정형외과적인 시술인 절골술(osteotomy)과 천공술(drilling), 얇게 피질골(cortical bone)을 제거하는 시술(saucerization)등과 미용 목적의 시술인 기계적 톱날에 의한 진동운동(oscillation), 왕복운동(reciprocation) 및 연마 도구에 의한 뼈의 줄질(rasp) 등 모든 시술시 연부조직(신경, 혈관, 근육 등)의 손상을 최소화 하여 시행하도록 사용될 수 있다.
일반적으로 치과용 초음파 팁은 선단으로 갈수록 축소된 단면적을 가지며 뾰 족한 선단을 갖도록 형성되며, 팁의 표면에는 돌기를 형성하기 위한 입자(예를 들어 다이아몬드 입자)를 갖는 코팅층이 코팅되어 있다. 실질적으로 치과용 초음파 팁과 시술 부위 간의 접촉 및 마찰은 팁의 표면으로부터 돌출되는 코팅층의 다이아몬드 입자가 치료 부위에 접촉됨으로써 이루어지게 된다.
그런데, 종래 치과용 초음파 팁은 절삭 및 연마 등의 통상의 기계가공에 의해 형성되도록 구성됨에 따라 정밀한 가공이 어렵고 불량 발생률이 높은 문제점이 있다. 또한, 종래에는 치과용 초음파 팁의 표면에 코팅층을 형성하기 위한 별도의 가공공정이 추가되어야 함에 따라 제조공수 및 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.
이와 같이 종래 치과용 초음파 팁은 기계가공에 의해 형성되도록 되어 있어 가공 정밀도를 일정 이상 향상시키기 어려우며 기계가공이 용이한 소재만 사용할 수 있다는 제약이 있고, 제조단가가 상승될 뿐만 아니라 가공 속도가 느려 대량생산에 매우 불리한 문제점이 있었다.
더욱이, 종래 치과용 초음파 팁은 치아와의 반복된 접촉 및 마모에 의해 팁 표면의 코팅층이 국부적으로 벗겨지는 문제점이 있으며, 이에 따라 치료 효율이 저하되고 의학적 안정성이 저하되는 문제점이 있다. 특히, 종래 치과용 초음파 팁의 코팅층 입자(다이아몬드 입자)는 코팅층으로부터 쉽게 떨어져 나가는 문제점이 있으며, 이는 곧 내구성 및 수명의 저하를 초래하고, 치료의 정밀성 및 편의성을 저해하는 문제점이 있다.
이에 따라 최근에는 내구성 및 신뢰성을 향상시키고 제조의 용이함을 제공하 기 위한 치과용 초음파 팁에 관한 여러 가지 검토가 이루어지고 있으나 아직 미흡한 실정이다.
본 발명은 제조 공정의 용이함을 제공하고 제조 단가를 저감 시킬 수 있는 치과 및 의료용 초음파 팁과 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 제조가 신속하고 용이하여 대량생산에 유리하고, 가공 정밀도를 향상시킬 수 있으며 소재 제약이 없는 치과 및 의료용 초음파 팁과 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장할 수 있는 치과 및 의료용 초음파 팁과 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 치료 효율을 향상시키고, 치료의 정밀성 및 편의성을 향상시킬 수 있는 치과 및 의료용 초음파 팁과 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 치과 및 의료용 초음파 팁 제조방법은 분말을 포함하는 성형 혼합물을 제공하는 단계, 팁 바디 및 상기 팁 바디 표면에 돌출 형성된 다수의 팁 돌기를 일체로 형성하기 위하여 상기 성형 혼합물을 사출하여 중간 성형체를 제조하는 단계 및 상기 중간 성형체를 소결하는 단계를 포함하여 이루어진다. 특히, 상기 팁 바디와 상기 팁 돌기는 동일 재질로 형성되며, 상기 팁 돌기는 상기 팁 바디 표면에서 실질적으로 연마가 이루어지는 부분에 조밀하게 배치된다.
여기서, 상기 분말로서는 금속분말이 사용될 수 있고, 경우에 따라서는 금속분말과 함께 비금속분말이 혼합되어 사용될 수 있으며, 그 외 각종 물리적 특성을 향상시키기 위한 기능성 첨가제가 혼합될 수 있다.
상기 팁 돌기의 형상, 크기 및 배치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로 팁 돌기는 피접촉부위에 점접촉, 선접촉, 면접촉 중 적어도 어느 하나의 방식으로 접촉 가능한 형상으로 제공될 수 있다. 가령, 팁 돌기는 원뿔, 다각뿔(예를 들어 사각뿔, 삼각뿔 등), 원뿔과 다각뿔의 절두체(frustum)(원뿔대, 다각뿔대 등), 원기둥, 다면체(오면체, 육면체 등) 및 타원체 중 적어도 어느 하나의 형상으로 제공될 수 있다. 다르게는 팁 돌기가 일종의 삼각 나사와 같은 형태로 수직 단면이 삼각형으로 나선방향이나 원주방향을 따라 연속적으로 돌출된 형상, 또는 일종의 사각 나사와 같은 형태로 수직 단면이 사각형으로 나선방향이나 원주방향을 따라 연속적으로 돌출된 형상 중 적어도 어느 하나의 형상으로 제공될 수 있다.
팁 바디는 소정 길이를 갖도록 직선 형태로 형성될 수 있으며, 경우에 따라서는 절곡된 형태로도 형성될 수 있다. 이러한 팁 바디는 선단으로 갈수록 축소된 단면적을 갖도록 제공됨이 바람직하며, 요구되는 조건에 따라 원형 단면 또는 삼각형이나 사각형과 같은 다각형 단면을 갖도록 제공될 수 있다.
다르게는 팁 바디가 전체적으로 동일한 두께 및 폭을 갖도록 형성될 수 있으며, 이 경우 팁 돌기는 팁 바디의 선단으로 갈수록 작은 크기를 갖도록 형성됨이 바람직하다. 이 경우 치과용 초음파 팁의 전체적인 형상은 서로 다른 크기를 갖는 복수개의 팁 돌기에 의해 일종의 테이퍼 형상으로 구현될 수 있다. 물론 모든 팁 돌기가 서로 동일한 크기 및 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
그리고, 성형 혼합물은 바인더를 포함하여 제공될 수 있으며, 중간 성형체를 소결하기 전에 바인더의 적어도 일부가 제거되도록 중간 성형체를 탈지하는 단계가 추가될 수 있다. 중간 성형체를 탈지하는 단계에서 바인더는 통상의 탈지 방법을 통해 제거될 수 있다. 일 예로, 바인더는 용매를 이용한 용매 탈지 단계 및 열을 이용한 열간 탈지 단계를 거쳐 제거될 수 있다.
본 발명의 초음파 팁은, 초음파의 진동에너지로 진동되며 치아에 증착된 치석 및 다른 부착 이물질의 제거를 위해 사용될 수 있음은 물론 다양한 신경치료(근관 수술)를 위해 사용될 수 있으며, 그 외에도 임플란트 수술, 치주(periodontal) 수술, 구강 수술 및 상악 악안면(maxillofacial) 수술 등의 각종 치과 치료를 위해 광범위하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 초음파 팁은 상기 치과 치료 이외에 뼈에 대한 정형외과적인 시술인 절골술(osteotomy)과 천공술(drilling), 얇게 피질골(cortical bone)을 제거하는 시술(saucerization) 등과 미용 목적의 시술인 기계적 톱날에 의한 진동운동(oscillation), 왕복운동(reciprocation) 및 연마 도구에 의한 뼈의 줄질(rasp)등 모든 시술시 연부조직(신경, 혈관, 근육 등)의 손상을 최소화 하여 시행하도록 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁 및 그 제조방법에 의하면, 별도의 추가적인 가공을 배제하고 분말사출공정을 통해 팁 돌기를 일체로 갖는 치과용 초음파 팁이 제조될 수 있게 함으로써, 제조 공정의 용이함을 제공하고 제조 단가를 저감 시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 치과 및 의료용 초음파 팁의 제조 공정을 간소화할 수 있어 대량생산에 유리하고, 기계 가공에 비해 가공 정밀도를 현저하게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 기계가공이 용이하지 않은 소재를 사용하는 경우에도 치과용 초음파 팁을 용이하게 제조할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면 팁 바디와 팁 돌기가 별도의 부품이 아닌 일체화된 하나의 부품으로 제공될 수 있기 때문에, 치과용 초음파 팁과 치아의 피접촉부위 간의 접촉에 따른 팁 돌기의 분리 및 이탈을 방지하거나 최소화할 수 있으며, 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 제품의 수명을 연장할 수 있으며, 치료의 정밀성 및 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 팁 돌기의 크기, 형상, 개수 및 배치에 대한 제약 없이 요구되는 조건 및 설계사양에 따라 다양한 팁 돌기를 갖는 치과 및 의료용 초음파 팁을 용이하게 제조할 수 있다. 더욱이 본 발명에 따르면 요구되는 조건에 따라 규칙적인 배열로 팁 돌기가 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 중간 성형체가 소결됨에 따라 중간 성형체 내의 기공이 제거되며 중간 성형체가 수축됨과 동시에 중간 성형체를 구성하는 팁 돌기 역시 수축될 수 있기 때문에 초소형 크기를 갖는 팁 돌기의 형성을 가능하게 한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁 제조방법을 설명하기 위한 블록도 및 공정도이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁의 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁의 구조를 도시한 측면도이며, 도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
이들 도면에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁은 후술되는 일련의 제조과정을 통해 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁(100)은 분말을 포함하는 성형 혼합물을 제공하는 단계(S10), 상기 성형 혼합물을 사출하여 팁 바디(200) 및 팁 바디(200)의 표면에 일체로 돌출 형성되며 치아와 접촉에 의해 실질적으로 연마가 이루어지는 부분인 다수의 팁 돌기(300)를 포함하는 중간 성형체(100')를 제조하는 단계(S20), 상기 중간 성형체(100')를 소결하는 단계(S30)에 의해 제조될 수 있다.
먼저 분말을 포함하는 성형 혼합물(30)을 제공한다. 상기 성형 혼합물(30)은 통상의 사출성형기(210)로의 공급이 용이하게 이루어질 수 있도록 일정한 크기의 피드스탁(feedstock) 단위로 형성될 수 있다.
상기 분말로서는 통상의 금속분말 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 금속분말외에 통상의 비금속분말 및 비금속분말의 혼합물이 혼합되어 제공될 수 있고, 그 외 각종 물리적 특성과 생체적합성을 향상시키기 위한 기능성 첨가제가 혼합되어 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 분말로서는 스테인레스 스틸(예를 들어 316, 304와 같은 오스텐나이트(Austenite)계, 420, 440과 같은 마르텐사이트(Martensite)계 또는 630, 631과 같은 석출경화(Precipitation hardening) 등)이나 내마모 강(예를 들어 SKD, SCM 등), 티타늄 합금(예를 들어, Ti, Ti-6Al-4V 등)등의 금속분말 또는 이들ㅋ의 혼합물이 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 금속분말외에 초경(WC-Co), 세라믹(지르코니아, 알루미나 등) 등과 같은 비금속분말 및 비금속분말의 혼합물이 혼합되어 사용될 수 있다.
아울러 성형 혼합물은 바인더와 함께 제공될 수 있는 바, 분말 및 바인더는 소정 혼합비로 적정한 온도에서 혼합되어 제공될 수 있다. 일 예로, 성형 혼합물을 제공하는 단계에서는 분말을 포함하는 기본 소재에 이 기본 소재의 총 부피 대비 30 ~ 70%의 바인더가 혼합되어 사출 성형이 가능한 성형 혼합물이 제공될 수 있다. 분말과 바인더와의 비율은 요구되는 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 분말과 바인더와의 비율에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
여기서, 상기 바인더는 사출과정에서 원재료인 분말이 금형 내부로 균일하게 사출될 수 있도록 유동성을 부여함과 동시에 금형을 통해 성형되는 중간 성형체(100')의 강도 향상을 목적으로 혼합된다. 상기 바인더로서는 통상의 단일 바인더가 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 서로 다른 용융점(melting point)을 갖는 여러 종류의 바인더가 함께 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 바인더는 파라핀왁스(paraffin wax), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 스테아릭산(stearic acid) 등이 정량 혼합된 구성으로 이루어질 수 있다. 이외에도 상기 바인더로서 결합재, 윤활제, 가소제 및 계면활성제 등 및 그 혼합물이 첨가될 수 있다. 아울러, 성형 혼합물을 제공하는 단계에서 분말과 바인더는 통상의 이축 압출형 혼합기 또는 두날 혼합 혼합기 등을 통해 균일하게 혼합될 수 있다.
다음 상기 성형 혼합물(30)을 이용하여 분말사출성형(Powder Injection Molding ; PIM) 공법을 통해 팁 바디(200) 및 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성되는 다수의 팁 돌기(300)를 포함하는 중간 성형체(100')를 성형한다.
즉, 성형 혼합물(30)은 사출성형기(210)의 실린더(211) 안으로 보내져 가소화되면서 수송되고, 실런더(211)의 노즐으로부터 금형(20)으로 사출된 후 냉각 고화됨으로써 치과용 초음파 팁 형상의 중간 성형체(100')가 취출될 수 있다.
한편, 상기 중간 성형체 (100')를 제조하는 단계에서 팁 돌기(300)의 형상, 크기 및 배치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 팁 돌기(300)는 피접촉부위에 점접촉, 선접촉, 면접촉 중 어느 하나의 방식으로 접촉 가능한 형상으로 제공될 수 있다. 가령, 팁 돌기(300)는 원뿔, 다각뿔(예를 들어 사각뿔, 삼각뿔 등), 원뿔과 다각뿔의 절두체(frustum)(원뿔대, 다각뿔대 등), 원기둥, 다면체(오면체, 육면체 등) 및 타원체 중 어느 하나의 형상으로 제공될 수 있다. 다르게는 팁 돌기가 일종의 삼각 나사와 같은 형태로 수직 단면이 삼각형으로 나선방향이나 원주방향을 따라 연속적으로 돌출된 형상, 또는 일종의 사각 나사와 같은 형태로 수직 단면이 사각형으로 나선방향이나 원주방향을 따라 연속적으로 돌출된 형상 중 어느 하나의 형상으로 제공될 수 있다.(도 3, 도 6 내지 도 10 참조)
또한, 상기 중간 성형체(100')를 제조하는 단계에서 팁 바디(200)는 소정 길이를 갖도록 직선 형태로 형성될 수 있으며, 경우에 따라서는 곡선 형태로도 형성될 수 있다. 이러한 팁 바디(200)는 통상의 테이퍼 형상으로 선단(distal end)으로 갈수록 축소된 단면적을 갖도록 제공됨이 바람직하며, 요구되는 조건에 따라 원형 또는 다각형 단면(예를 들어 삼각형 또는 사각형)을 갖도록 제공될 수 있다.
다르게는 팁 바디가 전체적으로 동일한 두께 및 폭을 갖도록 형성될 수 있으며, 이 경우 전술한 팁 돌기는 팁 바디의 근단(proximal end)으로부터 선단으로 갈수록 작은 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에서 치과 및 의료용 초음파 팁의 전체적인 형상은 서로 다른 크기를 갖는 복수개의 팁 돌기에 의해 일종의 테이퍼 형상으로 구현될 수 있다. 물론 경우에 따라서는 모든 팁 돌기가 서로 동일한 크기 및 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
그 다음, 상기 중간 성형체(100')에 함유된 바인더 중 일부가 제거되도록 통상의 탈지장비(미도시)를 이용한 탈지공정(Debinding)을 수행할 수 있다.
이때, 상기 바인더가 서로 다른 특성(예를 들어 용융점)을 갖는 복수개의 바인더를 포함하여 구성될 경우, 상기 바인더는 실질적으로 여러 번에 걸친 탈지공정에 의해 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 바인더는 용매를 이용한 용매 탈지 공정(Solvent debinding)과 열을 이용한 열간 탈지 공정(Thermal debinding)에 의해 제거될 수 있다.
즉, 상기 바인더 중 파라핀왁스 등의 왁스류가 제거되도록 중간 성형체를 용매 탈지하는 단계는 N-헥산(N-Hexane), 헵탄(Heptane), 신나(Thinner) 등과 같은 용매를 이용한 통상의 용매 탈지방법에 의해 구현될 수 있으며, 상기 바인더 중 나머지가 제거되도록 용매 탈지된 중간 성형체에 열을 가하여 열간 탈지하는 단계는 통상의 열분해 탈지방법에 의해 구현될 수 있다. 경우에 따라서는 전술한 탈지공정에 적용되는 탈지 방법 대신 전해탈지, 초음파탈지 등 다른 통상의 탈지방법이 적용될 수도 있다.
아울러, 상기 열간 탈지 단계에서는 금속 분말의 경우 환원성 또는 불활성 분위기를 유지하는 가열로 내에서 중간 성형체를 가열하여 열간 탈지 중 발생될 수 있는 중간 성형체의 산화를 배제시키며, 열간 탈지 후 열간 탈지로의 온도를 올려서 탈지된 중간 성형체의 강도를 향상시키는 예비 소결공정을 수행함이 바람직하다.
마지막으로 상기 중간 성형체(100')의 기공을 제거하고 기계적 강도를 갖도록 일정한 온도조건과 분위기를 유지하는 통상의 소결로(미도시)에서 소결공정(Sintering)을 수행함으로써 치과 및 의료용 초음파 팁의 제조가 완료된다.
이 과정에서 요구되는 소결온도는 중간 성형체(100')의 소재인 분말의 종류, 입도, 순도 및 첨가물 종류에 따라 약간의 차이가 있지만 스테인레스 분말의 경우 대략 1000℃ ~ 1500℃ 내외의 소결로 온도조건을 유지시킨 상태에서 소결을 실시하며, 소결시간은 요구물성에 따라 달라질 수 있으나 대략 1분 ~ 5시간 정도가 적당하다.
바람직하게는, 바인더 제거를 위한 상기한 열간 탈지 단계와 바인더가 제거된 중간 성형체를 소결시키는 과정을 따로 분리시키지 않고 소결로를 통해 동시에 진행되도록 하는 것이 좋다. 이 경우, 용매 탈지 과정을 통해 일부 바인더가 제거된 중간 성형체를 소결하는 과정에서 열간 탈지가 병행될 수 있으므로 그에 따른 공정이 축소될 수 있고, 따라서 보다 나은 제품의 양산성을 기대할 수 있기 때문이다.
한편, 일반적인 기계 가공을 통해서는 수십 미크론(micron) 크기의 팁 돌기를 가공하기는 매우 어렵다. 그러나, 본 발명에서는 상기와 같이 중간 성형체(100')가 소결됨에 따라 중간 성형체(100') 내의 기공이 제거되며 중간 성형체(100')가 수축될 수 있는 바, 중간 성형체(100')가 수축됨에 따라 팁 돌기(300) 역시 수축될 수 있으므로 초소형 크기를 갖는 팁 돌기(300)의 형성을 가능하게 한다. 더욱이, 사출성형에 의한 중간 성형체(100')의 밀도가 균일하기 때문에 X, Y, Z 세방향의 소결 수축률이 동일할 수 있고, 이에 따라 각 팁 돌기(300) 역시 균일한 크기를 유지할 수 있게 된다.
이와 같은 제조방법에 의해 제조된 초음파 팁(100)은 초음파 주파수로 진동되며 치아에 증착된 치석 및 다른 부착 이물질의 제거를 위해 사용될 수 있음은 물론 다양한 신경치료(근관 수술)를 위해 사용될 수 있으며, 그 외에도 임플란트 수술, 치주(periodontal) 수술, 구강 수술 및 상악 악안면(maxillofacial) 수술 등의 각종 치과 치료를 위해 광범위하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 의한 초음파 팁(100)은 상기 치과 치료 이외에 뼈에 대한정형외과적인 시술인 절골술(osteotomy)과 천공술(drilling), 얇게 피질골(cortical bone)을 제거하는 시술(saucerization)등과 미용 목적의 시술인기계적 톱날에 의한 진동운 동(oscillation), 왕복운동(reciprocation) 및연마 도구에 의한 뼈의 줄질(rasp)등 모든 시술시 연부조직(신경, 혈관, 근육 등)의 손상을 최소화 하여 시행하도록 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁(100)이 도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 팁 바디(200), 상기 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성되는 다수의 팁 돌기(300)를 포함하여 구성되되, 상기 팁 바디(200)는 선단으로 갈수록 축소된 직경을 갖도록 형성되며, 팁 돌기(300)가 피접촉부위에 점접촉이 가능하게 원뿔 형상으로 형성된 예를 들어 설명하기로 한다.
전술한 바와 같이 상기 팁 바디(200)와 팁 돌기(300)는 각각 별도의 부품이 아닌 분말사출성형을 통해 일체로 연결된 하나의 부품으로 제공된다.
상기 팁 바디(200)는 원형 단면을 가지며 소정 길이를 갖도록 직선 형태로 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 팁 바디가 원형 단면을 가지며 선단으로 갈수록 축소된 직경을 갖도록 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 팁 바디가 선단으로 갈수록 축소된 다각형 단면을 갖도록 팁 바디의 표면에 복수개의 테이퍼면(미도시)이 형성될 수 있다. 일 예로, 실시예에서는 팁 바디의 표면은 4개의 테이퍼면으로 분할될 수 있으며, 다르게는 팁 바디의 표면이 2개, 3개 또는 5개 이상의 테이퍼면으로 분할될 수 있다.
상기 팁 돌기(300)는 뾰족한 꼭지점을 가지며 원형 밑면을 갖는 원뿔 형상으로 형성되며 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 전면적으로 형성된다. 이때 상기 팁 돌기(300)의 축은 밑면에 대해 수직하게 배치될 수 있으며, 경우에 따라서는 팁 돌기의 축이 밑면에 대해 소정 기울기로 경사지게 배치될 수 있다. 이러한 팁 돌기(300)의 경사면 각도(α) 및 팁 돌기(300)의 높이(h)는 요구되는 조건 및 치료 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁을 설명하기로 한다. 도 6 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁의 구조를 도시한 사시도이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁은 팁 바디(200), 상기 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성되는 다수의 팁 돌기(310)를 포함하여 구성되되, 상기 팁 바디(200)는 선단으로 갈수록 축소된 단면적(원형 단면 또는 다각형 단면)을 갖도록 형성될 수 있으며, 팁 돌기(310)는 뾰족한 꼭지점을 가지며 사각형 밑면을 갖는 사각뿔 형상으로 형성되어 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성될 수 있다.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁은 팁 바디(200), 상기 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성되는 다수의 팁 돌기(320)를 포함하여 구성되되, 상기 팁 바디(200)는 선단으로 갈수록 축소된 단면적(원형 단면 또는 다각형 단면)을 갖도록 형성될 수 있으며, 팁 돌기(320)는 뾰족한 꼭지점을 가지며 삼각형 밑면을 갖는 삼각뿔 형상으로 형성되어 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성될 수 있다.
한편, 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁은 팁 바디(200), 상기 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성되는 다수의 팁 돌기(330)를 포함하여 구성되되, 상기 팁 바디(200)는 선단으로 갈수록 축소된 단면적(원형 단면 또는 다각형 단면)을 갖도록 형성될 수 있으며, 팁 돌기(330)는 첨단에 원형(또는 다각형) 접촉면을 갖는 절두체(frustum) 형상으로 형성되어 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성될 수 있다. 여기서 절두체(frustum)라 함은 통상의 원뿔의 절두체인 원뿔대(빗원기둥)과 통상의 사각뿔의 절두체인 사각뿔대(빗평행육면체) 및 통상의 삼각뿔의 절두체인 삼각뿔대(빗평행오면체)를 포함할 수 있음은 물론, 통상의 원기둥과 육면체와 오면체등과 같은 다면체도 포함할 수 있다. 이러한 절두체의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 절두체의 형상 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
전술한 실시예에서는 절두체(frustum) 형상으로 형성된 팁 돌기(330)의 접촉면(윗면)과 밑면이 동일한 크기 및 형상을 이루도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 통상의 원뿔대 또는 각뿔대처럼 팁 돌기의 접촉면(윗면)과 밑면이 서로 다른 크기(또는 형상)을 가지도록 구성할 수도 있다.
또한, 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁은 팁 바디(200), 상기 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성되는 다수의 팁 돌기(340)를 포함하여 구성되되, 상기 팁 바디(200)는 선단으로 갈수록 축소된 단면적(원형 단면 또는 다각형 단면)을 갖도록 형성될 수 있으며, 팁 돌기(340)는 반구(半球)와 타원체(ellipsoidal solid) 형상으로 형성되어 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성될 수 있다.
또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁은 팁 바디(200), 상기 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성되는 다수의 팁 돌기(350)를 포함하여 구성되되, 상기 팁 바디(200)는 선단으로 갈수록 축소된 단면적(원형 단면 또는 다각형 단면)을 갖도록 형성될 수 있으며, 팁 돌기(350)는 일종의 삼각 나사와 같은 형태로 수직 단면이 삼각형으로 나선방향이나 원주방향을 따라 연속적으로 돌출된 형상으로 형성되어 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성될 수 있다.
또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁은 팁 바디(200), 상기 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성되는 다수의 팁 돌기(360)를 포함하여 구성되되, 상기 팁 바디(200)는 선단으로 갈수록 축소된 단면적(원형 단면 또는 다각형 단면)을 갖도록 형성될 수 있으며, 팁 돌기(360)는 일종의 나각 나사와 같은 형태로 수직 단면이 사각형으로 나선방향이나 원주방향을 따라 연속적으로 돌출된 형상으로 형성되어 팁 바디(200)와 일체를 이루도록 팁 바디(200)의 표면에 돌출 형성될 수 있다.
전술 및 도시한 본 발명의 각 실시예에서는 단 한 종류의 팁 돌기가 적용된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 서로 다른 형태를 갖도록 형성된 전술한 각 팁 돌기가 동시에 적용될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁 제조방법을 설명하기 위한 블록도 및 공정도이다.
도 3은 본 발명에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁의 구조를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁의 구조를 도시한 측면도이다.
도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 및 의료용 초음파 팁의 구조를 도시한 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100 : 치과 및 의료용 초음파 팁 100' : 중간 성형체
200 : 팁 바디 300 : 팁 돌기

Claims (13)

  1. 분말을 포함하는 성형 혼합물을 제공하는 단계;
    팁 바디 및 상기 팁 바디 표면에 돌출 형성된 다수의 팁 돌기를 일체로 형성하기 위하여 상기 성형 혼합물을 사출하여 중간 성형체를 제조하는 단계; 및
    상기 중간 성형체를 소결하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 팁 바디와 상기 팁 돌기는 동일 재질로 형성되며, 상기 팁 돌기는 상기 팁 바디 표면에서 실질적으로 연마가 이루어지는 부분에 조밀하게 배치된 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 팁 돌기는 피접촉부위에 점접촉, 선접촉, 면접촉 중 어느 하나의 방식으로 접촉 가능한 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 팁 돌기는 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 원기둥, 다면체 및 타원체 중 어느 하나의 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 팁 돌기는 수직 단면이 삼각형으로 나선방향이나 원주방향을 따라 연속적으로 돌출된 형상, 수직 단면이 사각형으로 나선방향이나 원주방향을 따라 연속적으로 돌출된 형상 중 어느 하나의 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 팁 돌기는 서로 동일 또는 서로 다른 크기를 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 팁 바디는 원형 단면 또는 다각형 단면을 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 성형 혼합물은 바인더를 포함하여 제공되며,
    상기 중간 성형체를 소결하기 전에, 상기 바인더의 일부가 제거되도록 상기 중간 성형체를 탈지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁 제조방법.
  8. 팁 바디; 및
    상기 팁 바디와 일체로 형성되고 상기 팁 바디에서 연마가 이루어지는 표면에 돌출 형성되며 조밀하게 배치된 다수의 팁 돌기;를 포함하고,
    상기 팁 바디 및 상기 팁 돌기는 성형 혼합물을 상기 팁 바디 및 상기 팁 돌기에 대응되는 형상으로 일체로 사출한 후 동시에 소결하여 형성된 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 팁 돌기는 피접촉부위에 점접촉, 선접촉, 면접촉 중 어느 하나의 방식으로 접촉 가능한 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 팁 돌기는 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 원기둥, 다면체 및 타원체 중 어느 하나의 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 팁 돌기는 수직 단면이 삼각형으로 나선방향이나 원주방향을 따라 연속적으로 돌출된 형상, 수직 단면이 사각형으로 나선방향이나 원주방향을 따라 연속적으로 돌출된 형상 중 어느 하나의 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 팁 돌기는 서로 동일 또는 서로 다른 크기를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 팁 바디는 원형 단면 또는 다각형 단면을 갖도록 제공되는 것을 특징으로 하는 치과 및 의료용 초음파 팁.
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