KR101137940B1

KR101137940B1 - Auditory Ossicles Shape Structure Of Ceramic Material And Manufacturing Method Of The Same

Info

Publication number: KR101137940B1
Application number: KR1020090121340A
Authority: KR
Inventors: 설영준; 조동우; 김성원; 강현욱
Original assignee: 포항공과대학교 산학협력단
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2012-05-09
Also published as: KR20110064654A

Abstract

본 발명의 일 실시예는 실제 인체의 이소골 형상을 모방하여, 실제 이소골과 소리 전달 특성이 유사한 세라믹재 이소골 형상 구조체의 제조방법에 관한 것이다.One embodiment of the invention relates to a method for producing a ceramic material isogol-like structure similar to the actual isogol and sound transmission characteristics by mimicking the isogol shape of the actual human body.

본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹재 이소골 형상 구조체의 제조방법은, 이소골 형상 데이터를 획득하고, 광 경화 성질을 가지는 슬러리를 준비하는 제1 단계, 상기 제1 단계에서 준비된 슬러리를 pMSTL 시스템에 적용하여 상기 이소골과 유사한 3차원의 이소골 형상 구조체를 성형하는 제2 단계, 및 상기 제2 단계에서 성형된 상기 3차원 이소골 형상 구조체를 소결하는 제3 단계를 포함한다.In the method of manufacturing a ceramic material isogol-shaped structure according to an embodiment of the present invention, the first step of obtaining the isogol shape data and preparing a slurry having light curing properties, applying the slurry prepared in the first step to the pMSTL system A second step of forming a three-dimensional isogol-like structure similar to the isogol, and a third step of sintering the three-dimensional isogol-shaped structure molded in the second step.

이소골 형상, 구조체, 세라믹 파우더, 슬러리, 광 경화 수지 Isogol shape, structure, ceramic powder, slurry, light curing resin

Description

Auditory Ossicles Shape Structure Of Ceramic Material And Manufacturing Method Of The Same}

본 발명은 세라믹재 이소골 형상 구조체 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광 조형 기술과 광 경화 수지 및 세라믹 파우더를 이용하는 세라믹재 이소골 형상 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic material isogol shaped structure and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a ceramic material isogol shaped structure and a method of manufacturing the same using a light molding technique, a photocurable resin, and a ceramic powder.

이소골은 인체의 중이(中耳)에 위치하며, 3개의 작은 뼈로 이루어져 있으며, 고막을 통해 전달되는 소리의 진동을 청신경이 있는 내이(內耳)의 달팽이관으로 전달한다. 또한 이소골은 큰 소리의 진동이 전달되었을 경우, 진동을 감소시켜 달팽이관을 보호한다.Isogol is located in the middle ear of the human body, consisting of three small bones, and transmits the vibration of the sound transmitted through the eardrum to the cochlea of the inner ear with the auditory nerve. The isogol also protects the cochlea by reducing the vibrations when loud vibrations are transmitted.

이와 같이, 소리를 전달하고 내이를 보호하는 이소골에 결손이 일어날 경우, 이소골을 대체하기 위한 이식재가 개발되어 상용화되고 있다. 이소골을 대체하는 이식재는 금속인 티타늄으로 제조된다. 따라서 다양하고 자유로운 형상으로 이식재를 제조하는 것이 어렵다.As such, when defects occur in the osseous bone that transmits sound and protects the inner ear, an implant for replacing the osseous bone has been developed and commercialized. The implant that replaces the osseous bone is made of titanium, a metal. Therefore, it is difficult to manufacture implants in a variety of free shapes.

또한 이식재는 이식 받을 환자의 신체적 특징을 반영하지 않고 정해진 형상 및 크기로 제작되어 사용된다. 티타늄으로 제작된 이소골 대체용 이식재는 가격이 비싸고, 이식된 후 고막을 뚫고 나올 수 있다.In addition, the implant is manufactured and used in a predetermined shape and size without reflecting the physical characteristics of the patient to be transplanted. Isogol replacement implants made of titanium are expensive and can break through the eardrum after implantation.

본 발명은 실제 인체의 이소골 형상을 모방하여, 실제 이소골과 소리 전달 특성이 유사한 세라믹재 이소골 형상 구조체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ceramic material isogol-like structure similar to the actual isogol and sound transmission characteristics by mimicking the isogol shape of the actual human body and a method of manufacturing the same.

상기 제1 단계에서 상기 이소골 형상 데이터를 획득하는 단계는, 마이크로 CT를 이용하여, 실제 환자의 이소골로부터 상기 이소골 형상 데이터를 획득할 수 있다.In the obtaining of the osseous bone shape data in the first step, the osseous bone shape data may be obtained from the osseous bone of a real patient using a micro CT.

상기 제1 단계에서 상기 슬러리를 준비하는 단계는, 광 경화 수지와 세라믹 파우더를 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.The preparing of the slurry in the first step may include mixing the photocurable resin and the ceramic powder.

상기 세라믹 파우더는, 뼈를 구성하는 성분을 포함할 수 있다. 상기 세라믹 파우더는, HA(Hydroxy apatite)를 포함할 수 있다.The ceramic powder may include components constituting bone. The ceramic powder may include HA (Hydroxy apatite).

상기 제2 단계는, 상기 제1 단계에서 획득한 상기 이소골 형상 데이터를 일정한 간격으로 슬라이싱 하여 얻은 각층의 형상 이미지 데이터를 이용할 수 있다.In the second step, the shape image data of each layer obtained by slicing the isogol shape data obtained in the first step at regular intervals may be used.

상기 제2 단계는, 슬라이싱 된 각층의 형상 이미지 데이터로 상기 슬러리를 2차원 평면 형상으로 경화시켜 1층을 형성하고, 상기 1층 상에 다음 층의 2차원 평면 형상을 반복적으로 광 경화시켜 상기 이소골 형성 구조체를 형성할 수 있다.In the second step, the slurry is cured into a two-dimensional planar shape by using the shape image data of each sliced layer to form one layer, and the two-dimensional planar shape of the next layer is repeatedly cured on the one layer to form the isogol. The forming structure can be formed.

상기 제3 단계는, 상기 슬러리로 성형된 상기 3차원 이소골 형상 구조체를 소결하여, 상기 3차원 이소골 형성 구조체로부터 광 경화 수지를 제거하여 상기 세라믹 파우더로 이루어지는 3차원 세라믹 이소골 형상 구조체를 완성할 수 있다.In the third step, by sintering the three-dimensional isogol-shaped structure molded into the slurry, the light-curing resin can be removed from the three-dimensional isogol-forming structure to complete the three-dimensional ceramic iso-golche structure made of the ceramic powder. .

본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹재 이소골 형상의 구조체는 상기 제조방법들 중 어느 한 제조방법으로 제조된다.The ceramic material isogol-shaped structure according to an embodiment of the present invention is manufactured by any one of the above manufacturing methods.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 실제 이소골로부터 이소골 형상 데이터를 획득하고 광 경화 성질을 가지는 슬러리를 준비하여, pMSTL 시스템으로 광 조형 기술을 적용하여 3차원 이소골 형상 구조체를 성형하고, 성형된 3차원 이소골 형상 구조체를 소결함으로써 이소골을 대체 및 재생하는 세라믹재 이소골 형상 구조체를 제조할 수 있다.As described above, an embodiment of the present invention obtains isogol shape data from actual isola bone and prepares a slurry having light curing properties, and applies a photoforming technique to a pMSTL system to form a three-dimensional isogol shaped structure, and then By sintering the dimensionally osseous bone-shaped structure, a ceramic material osseous bone-like structure for replacing and regenerating the osseous bone can be produced.

즉 본 발명의 일 실시예는, 광 경화 수지와 세라믹 파우더로 슬러리를 사용하여 3차원의 이소골 형상 구조체를 성형한 후 소결하므로 광 경화 수지를 제거하여 세라믹 파우더로 이루어지는 3차원의 세라믹재 이소골 형상 구조체를 제조할 수 있다.That is, in one embodiment of the present invention, the three-dimensional isogol-shaped structure is formed by sintering the photocurable resin and the ceramic powder using a slurry, and therefore, the three-dimensional ceramic material iso-gol structure made of ceramic powder is removed by sintering. Can be prepared.

본 발명의 일 실시예는, 뼈 성분으로 이루어지는 HA(Hydroxyapatite)의 세라믹 파우더를 사용하므로 인체의 실제 이소골의 소리 전달 특성과 유사한 소리 전달 특성을 가지는 세라믹재 이소골 형상 구조체를 제조할 수 있다.In one embodiment of the present invention, since the ceramic powder of HA (Hydroxyapatite) consisting of a bone component can be used to manufacture a ceramic material isogol shaped structure having sound transmission characteristics similar to that of the actual iso bone of the human body.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹재 이소골 형상 구조체를 제조하는 방법의 순서도이고, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹재 이소골 형상 구조체를 제조하는 pMSTL 시스템의 구성도이다.1 is a flow chart of a method of manufacturing a ceramic material isogol-shaped structure according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram of a pMSTL system for producing a ceramic material isogol-shaped structure according to an embodiment of the present invention.

일 실시예의 세라믹재 이소골 형상 구조체의 제조방법은 환자의 손상된 이소골을 대체하여 이식하려는 이소골 형상의 구조체를 제조하는 방법이다. 이 방법으로 제조된 3차원 이소골 형상 구조체는 세라믹 파우더를 포함하여 형성된다.In one embodiment, the method for manufacturing a ceramic material bone bone structure is a method of manufacturing a bone bone-shaped structure to be implanted by replacing a damaged bone bone of a patient. The three-dimensional isogol shaped structure manufactured by this method is formed including ceramic powder.

일 실시예의 제조방법은 세라믹재 이소골 형상 구조체를 제조하기 위하여, 도2에 도시된 바와 같은, 광 조형 기술을 구현하는 pMSTL(projection based micro-stereolithography) 시스템과, 광 경화 성질을 가지는 광 경화 수지에 세라믹 파우더를 혼합한 슬러리를 이용한다. pMSTL 시스템은 수 마이크로 정밀도와 수 mm의 가공 영역에서 복잡한 3차원의 마이크로 구조체를 가공할 수 있도록 구성된다.In one embodiment, a method of manufacturing a ceramic isogol-shaped structure, as shown in FIG. 2, is implemented in a projection based micro-stereolithography (pMSTL) system that implements an optical molding technique, and a photocurable resin having a photocuring property. The slurry which mixed the ceramic powder is used. The pMSTL system is configured to process complex three-dimensional microstructures in the machining range of several micro-precisions and several mm.

도2에 도시된 바와 같이, pMSTL 시스템은 UV 램프(1), DMD(digital micromirror device)(2), 3축 스테이지(3), 광학계(4) 및 제어부(5)를 포함한다.As shown in Fig. 2, the pMSTL system includes a UV lamp 1, a digital micromirror device (DMD) 2, a three-axis stage 3, an optical system 4, and a controller 5.

UV램프(1)는 광 경화 수지와 세라믹 파우더로 이루어진 슬러리를 광 경화시키는 광원으로 작용한다.The UV lamp 1 serves as a light source for photocuring a slurry made of a photocurable resin and a ceramic powder.

DMD(2)는 제조하고자 하는 3차원 이소골 형상 구조체를 형성하는 각 층 이미지를 형성시키는 동적 패턴 생성기로 작용하며, 제어부(5)에 의하여 제어된다.The DMD 2 acts as a dynamic pattern generator for forming each layer image forming the three-dimensional isogol shaped structure to be manufactured and is controlled by the controller 5.

3축 스테이지(3)는 제어부(5)에 의하여 제어되어, DMD(2)에 의해 조사된 이미지와 초점 위치에 대응하도록 제어된다. 3축 스테이지(3)와 DMD(2) 사이에 슬러리를 배치하는 윈도우(6)가 구비된다. 따라서 3축 스테이지(3)의 승강 작동에 따라 슬러리(S)를 광 경화시켜 3차원의 이소골 형상 구조체의 형성을 가능하게 한다.The three-axis stage 3 is controlled by the control unit 5 so as to correspond to the image and focal position irradiated by the DMD 2. A window 6 for disposing a slurry between the triaxial stage 3 and the DMD 2 is provided. Therefore, the slurry S is photo-cured in accordance with the lifting operation of the three-axis stage 3 to enable formation of a three-dimensional iso-gol structure.

광학계(4)는 UV 램프(1)와 DMD(2) 사이 및 DMD(2)와 3축 스테이지(3) 사이에 설치되는 렌즈들(7), 및 UV 램프(1)와 DMD(2) 사이의 렌즈들(7) 사이에 배치되는 셔터(8)를 포함한다. 제어부(5)는 DMD(2) 및 3축 스테이지(3)와 함께 셔터(8)를 제어한다.The optical system 4 comprises lenses 7 installed between the UV lamp 1 and the DMD 2 and between the DMD 2 and the triaxial stage 3, and between the UV lamp 1 and the DMD 2. A shutter 8 disposed between the lenses 7. The controller 5 controls the shutter 8 together with the DMD 2 and the three-axis stage 3.

광 조형 기술을 구현하는 일례인, pMSTL 시스템은 UV 램프(1)에서 광학계(4)를 통과하여, DMD(2) 및 렌즈(70)에 의해서 윈도우(6)에 조사된 이미지로 윈도우(6) 상의 슬러리(S)를 광 경화시켜, 2차원 평면 형상(P)을 성형한다.As an example of implementing light shaping techniques, a pMSTL system passes through an optical system 4 in a UV lamp 1, with an image irradiated onto the window 6 by the DMD 2 and the lens 70. The slurry S of a phase is photocured and the two-dimensional planar shape P is shape | molded.

그리고 pMSTL 시스템은 성형된 2차원 평면 형상(P)에 슬러리(S)를 연속적으로 광 경화시켜 적층 형성함으로써 원하는 3차원 구조체, 즉 이소골 형상의 구조체를 성형할 수 있다.In addition, the pMSTL system can form a desired three-dimensional structure, that is, an isogol-shaped structure, by forming a laminate by forming a slurry S on the molded two-dimensional planar shape P continuously.

pMSTL 시스템을 이용하는 일 실시예의 세라믹재 이소골 형상 구조체를 제조 하는 방법은 제1, 제2, 제3 단계(ST1, ST2, ST3)를 포함한다.The method of manufacturing the ceramic material isogol shaped structure using the pMSTL system includes first, second, and third steps ST1, ST2, and ST3.

제1 단계(ST1)는 별도의 공정으로 진행되는 2단계를 포함한다. 즉 제1 단계(ST1)는 이소골 형상의 데이터를 획득하는 제11 단계(ST11)와, 슬러리를 준비하는 제12 단계(ST12)를 포함한다.The first step ST1 includes two steps that proceed in separate processes. That is, the first step ST1 includes an eleventh step ST11 of obtaining isogol shape data and a twelfth step ST12 of preparing a slurry.

제11 단계(ST11)는 대체하고자 하는 이소골 형상의 데이터를 획득한다. 제11 단계(ST11)는 마이크로 CT(Computed Tomography)를 이용하여, 실제 환자로부터 이소골 형상의 데이터를 획득한다. 따라서 제11 단계(ST11)는 실제 이소골의 형상을 모방하므로 제조되는 이소골 형상 구조체가 실제 이소골과 같거나 유사한 크기와 형상을 가지게 한다. 즉 이소골 형상 구조체는 환자의 신체적 특징을 반영하여 다양한 크기 및 형상으로 이루어진다.In the eleventh step ST11, data of an isogol shape to be replaced is obtained. The eleventh step ST11 acquires osseous bone shape data from a real patient by using micro-computed tomography (CT). Therefore, the eleventh step ST11 mimics the shape of the actual isogol, so that the manufactured isogol-like structure has the same size and shape as the actual isogol. That is, the osseous bone structure is made of various sizes and shapes to reflect the physical characteristics of the patient.

제12 단계(ST12)는 세라믹 파우더와 광 경화 수지를 혼합하여 슬러리를 준비한다. 광 조형 기술로 3차원 이소골 형상을 가공하기 위하여 사용되는 재료는 광 경화 성질을 가져야 한다. 그러나 세라믹 파우더는 광 경화 성질을 가지지 않는다.In a twelfth step ST12, a ceramic powder and a photocurable resin are mixed to prepare a slurry. The materials used to process three-dimensional isogol shapes with light shaping techniques must have light curing properties. However, ceramic powders do not have photocurable properties.

따라서 제12 단계(ST12)는 광 경화 성질을 가지는 광 경화 수지를 세라믹 파우더에 혼합하여, 광 조형 기술에 사용될 수 있는 슬러리를 준비한다. 이때, 교반기를 사용하여 충분한 시간 동안 광 경화 수지와 세라믹 파우더를 혼합하여, 균일하게 혼합된 슬러리를 만든다. 광 경화 수지는 광 조형 기술을 적용할 수 있게 하면서, 또한 파우더 상태인 세라믹 재료로 3차원 이소골 형상 구조체의 성형을 가능하게 한다.Therefore, in the twelfth step ST12, a photocurable resin having a photocurable property is mixed with ceramic powder to prepare a slurry that can be used for a photoforming technique. At this time, the photocurable resin and the ceramic powder are mixed for a sufficient time using a stirrer to make a uniformly mixed slurry. The photocurable resins enable the application of light shaping techniques while also enabling the molding of three-dimensional isogol shaped structures from a ceramic material in powder state.

세라믹 파우더는 3차원 이소골 형상 구조체의 형상을 이루며, 3차원 이소골 형성 구조체에서 기계적인 강도를 우수하게 한다. 예를 들면, 세라믹 파우더는 뼈를 구성하는 성분으로 알려진 HA(Hydroxyapatite)를 포함한다. 세라믹 파우더, 즉 HA는 3차원 이소골 형상 구조체가 실제 이소골과 유사한 소리 전달 특성을 가지게 한다. 또한, 슬러리에 포함되는 세라믹 파우더인 HA는 3차원 이소골 형상 구조체를 성형하여 인체에 사용될 때, 인체의 조직과 유사한 조직을 형성하고 또한 이소골의 재생을 가능하게 한다.The ceramic powder forms the shape of the three-dimensional isogol-shaped structure, and excellent mechanical strength in the three-dimensional isogol-forming structure. For example, the ceramic powder contains HA (Hydroxyapatite), which is known as a constituent of bone. Ceramic powder, or HA, allows the three-dimensional isogol-like structure to have sound transmission properties similar to the actual isogol. In addition, HA, which is a ceramic powder contained in the slurry, forms a three-dimensional isogol-like structure and is used in the human body, thereby forming a tissue similar to that of the human body and also enabling regeneration of the iso bone.

제2 단계(ST2)는 제12 단계(ST12)에서 준비된 슬러리를 pMSTL 시스템에 적용하여, 결손된 이소골의 형상에 맞는 3차원 세라믹재 이소골 형상 구조체를 성형한다.In the second step ST2, the slurry prepared in the twelfth step ST12 is applied to the pMSTL system to form a three-dimensional ceramic material isogol-shaped structure that matches the shape of the missing isogol.

제2 단계(ST2)는, 제작하고자 하는 3차원 세라믹재 이소골 형상 구조체에 대하여, 실제 환자의 이소골을 대상으로 형상 데이터를 제11 단계(ST11)에서 획득한 후, 형상 데이터를 일정한 간격으로 슬라이싱 하여 얻은 각층의 2차원 형상의 이미지 데이터를 이용하여, 3차원 이소골 형상 구조체를 제조한다.In the second step ST2, the shape data is obtained in the eleventh step ST11 of the actual patient's osseous bone with respect to the three-dimensional ceramic isogol shaped structure to be manufactured, and then the shape data is sliced at regular intervals. The three-dimensional isogol-like structure is manufactured using the obtained two-dimensional image data of each layer.

즉 획득된 3차원 이소골 형상 데이터를 설정된 두께로 슬라이싱 하여 얻은 각 층의 2차원 형상 데이터에 따라, UV 램프(1)에서 조사되는 UV 빛은 셔터(8), DMD(2) 및 광학계(4)를 통하여, 윈도우(6) 상에 배치되는 슬러리(S)에 조사된다.That is, according to the two-dimensional shape data of each layer obtained by slicing the obtained three-dimensional isogol shape data to a set thickness, the UV light irradiated from the UV lamp 1 is controlled by the shutter 8, the DMD 2, and the optical system 4. It irradiates to the slurry S arrange | positioned on the window 6 through the.

UV 램프(1)에서 조사되는 UV 빛은 각층의 형상 정보에 따라 슬러리(S)를 2차원 평면 형상(P)으로 경화시키고, 1층 경화 후 스테이지(3)을 이동하면서 다음 층을 경화시키며, 광 경화와 스테이지(3)의 이동을 반복적으로 수행하여, 2차원 평면 형상(P)을 순차적으로 적층함으로써 원하는 3차원 형상의 세라믹재 이소골 형상 구 조체를 제조한다.The UV light irradiated from the UV lamp 1 cures the slurry S into a two-dimensional planar shape P according to the shape information of each layer, and cures the next layer while moving the stage 3 after one-layer curing. The photocuring and the movement of the stage 3 are repeatedly performed to sequentially stack the two-dimensional planar shape P to produce a ceramic material isogol shaped structure having a desired three-dimensional shape.

이때, 실제의 이소골과 같은 크기의 형상을 제작하기 위하여, 소결 공정에서 발생하는 수축률을 고려하여, 제2 단계(ST2)에서 제작되는 이소골 형상 구조체(도3 참조)는 최종적으로 완성되는 3차원의 이소골 형상 구조체(도4 참조) 보다 더 크게 제조한다.At this time, in order to produce a shape having the same size as the actual iso bone, in consideration of the shrinkage rate generated in the sintering process, the iso bone structure (see Fig. 3) manufactured in the second step (ST2) is finally completed in three dimensions It is made larger than the isogol shaped structure (see Fig. 4).

제3 단계(ST3)는 슬러리(S)로 제작된 3차원 이소골 형상 구조체를 소결하여, 3차원 이소골 형상 구조체로부터 광 경화 수지를 제거하고 세라믹 파우더로 이루어지는 3차원 이소골 형상 구조체를 완성한다.In the third step ST3, the three-dimensional isogol-shaped structure made of the slurry S is sintered to remove the photocurable resin from the three-dimensional isogol-shaped structure and to complete the three-dimensional isogol-shaped structure made of ceramic powder.

제3 단계(ST3)는 고온에 의하여 경화된 광 경화 수지를 제거하고 세라믹 파우더들을 서로 결합시킨다. 제3 단계(ST3)는 소결로(Furnace)에서 진행되며, 분당 5도씨 온도를 상승시켜, 1100 내지 1400도씨까지 가열하며, 최고 온도에서 2시간 동안 유지한다.The third step ST3 removes the photocured resin cured by the high temperature and bonds the ceramic powders to each other. The third step ST3 is carried out in a sintering furnace (Furnace), the temperature is raised to 5 degrees Celsius per minute, heated to 1100 to 1400 degrees Celsius, and maintained at the highest temperature for 2 hours.

소결 중에, 세라믹 파우더와 같이 3차원 이소골 형상 구조체를 형성하고 있던 광 경화 수지는 3차원 이소골 형상 구조체로부터 제거되며, 세라믹 파우더는 표면 에너지가 감소하면서 서로 결합한다.During sintering, the photocurable resin that was forming the three-dimensional isogol-like structure like the ceramic powder is removed from the three-dimensional isogol-like structure, and the ceramic powders are bonded to each other with decreasing surface energy.

제3 단계(ST3)의 소결을 통하여, 서로 결합된 세라믹 파우더로만 이루어진 3차원의 세라믹재 이소골 형상 구조체가 완성된다(도3 참조). 또한, 소결을 통하여 3차원의 세라믹재 이소골 형상 구조체에서 수축 현상이 생기고, 이 수축현상으로 인하여 형상 가공의 정밀도가 높아진다(도4 참조).Through the sintering of the third step ST3, a three-dimensional ceramic material isogol-like structure composed of only ceramic powders bonded to each other is completed (see FIG. 3). In addition, shrinkage occurs in the three-dimensional ceramic material isogol-like structure through sintering, and the shrinkage phenomenon increases the accuracy of shape processing (see FIG. 4).

도3 및 도4에는 도1 및 도2의 제조방법을 이용하여, 제조된 3차원 세라믹재 이소골 형상 구조체가 예시되어 있다. 일 실시예에서 완성된 3차원 세라믹재 이소골 형상 구조는 이소골 재생을 위해 제어된 내외부 형상을 가지고, 생체에 적합한 재료로 형성된다.3 and 4 illustrate a three-dimensional ceramic material isogol shaped structure manufactured using the manufacturing method of FIGS. 1 and 2. In one embodiment, the completed three-dimensional ceramic material isogol shaped structure has a controlled internal and external shape for isogol regeneration and is formed of a material suitable for living body.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the scope of the invention.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹재 이소골 형상 구조체를 제조하는 방법의 순서도이다.1 is a flow chart of a method for manufacturing a ceramic material isogol-shaped structure according to an embodiment of the present invention.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹재 이소골 형상 구조체를 제조하는 pMSTL 시스템의 구성도이다.Figure 2 is a block diagram of a pMSTL system for producing a ceramic material isogol-like structure according to an embodiment of the present invention.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹재 이소골 형상 구조체를 소결하기 전 상태의 사진이다.Figure 3 is a photograph of the state before sintering the ceramic material isogol-like structure according to an embodiment of the present invention.

도4는 도3의 세라믹재 이소골 형상 구조체를 소결한 후 상태의 사진이다.4 is a photograph of a state after sintering the ceramic material iso-gol structure of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : UV 램프 2 : DMD(digital micromirror device)1: UV lamp 2: DMD (digital micromirror device)

3 : 3축 스테이지 4 : 광학계3: 3-axis stage 4: optical system

5 : 제어부 6 : 윈도우5: control unit 6: Windows

7 : 렌즈 8 : 셔터7: lens 8: shutter

S : 슬러리S: slurry

Claims

Obtaining a isogol shape data and preparing a slurry including a photocurable resin and a ceramic powder to have photocurable properties;

Applying a slurry prepared in the first step to a pMSTL system to form a three-dimensional isogol-like structure similar to the actual isogol; And

And a third step of sintering the three-dimensional isogol shaped structure molded in the second step,

The ceramic powder,

Contains bone constituents, or HA (Hydroxy apatite),

The second step,

By using the shape image data of each layer obtained by slicing the isogol shape data obtained in the first step at regular intervals,

Curing the slurry into a two-dimensional planar shape to form a single layer,

Repeatedly curing the two-dimensional planar shape of the next layer on the first layer to form the isogol forming structure

Method for producing a ceramic material isogol shaped structure.

The method according to claim 1,

Acquiring the isogol shape data in the first step,

A method for producing a ceramic material isobone shape structure using micro CT to obtain the isobone shape data from an iso bone of a real patient.

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The method according to claim 1,

The third step,

By sintering the three-dimensional isogol-shaped structure molded into the slurry,

A method for producing a ceramic material isogol-like structure, which removes a photocurable resin from the three-dimensional isogol-forming structure to complete a three-dimensional ceramic isogol-like structure made of the ceramic powder.

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