KR101156077B1 - 가공의치 구조의 제조 및 삽입을 위한 시스템 및 구성 - Google Patents
가공의치 구조의 제조 및 삽입을 위한 시스템 및 구성Info
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Abstract
시스템은 턱 뼈 구조에 기초하여 인식 장비(6)로부터 전달되는 제1정보(12)를 스크린에 나타내고, 수신하도록 설계되는 컴퓨터 장치(7)를 포함한다. 컴퓨터 장치에 전달될 수 있는 변형 정보는 치아 및 상아질과 관련된 턱 뼈 구조 상에 적용되는 시각적 가공의치 구조를 보여준다. 임플란트의 위치 역시 보여진다. 컴퓨터 장치는 제1정보와 변형 정보에 기초한 CAD 파일을 생성한다. 상기 파일은 임플란트의 오목부 위치 및 방향을 결정하는 슬리브용 관통-구멍을 가진 물리적 주형의 제조용 장비(9)에서 처리될 수 있는 제2정보를 송신하는 스테레오리소그래피 장치로 전달된다. 작업 모형(16)은 턱 뼈 구조의 구멍 형성에 또한 사용될 수 있는 물리적 주형의 도움을 받아 제조된다. 본 발명은 또한 스테레오리소그래피와 컴퓨터 장치에서 온 정보를 이용하여 제조된 주형의 구성에 관한 것이다. 본 발명을 이용하여, 저비용, 짧은 시간 및 정확성의 일관성으로 인해 환자의 가공의치의 도입이 증가할 수 있다.
가공의치, 임플란트
Description
본 발명은 특히 2 이상의 상이한 집단에 속하는 장비에 의해 영향을 받는 다수의 연속적인 기능 단계를 이용하여 실제 턱 뼈작업 모형 에 실제 가공의치 구조를 제조 및 삽입하기 위한 시스템에 관한 것이다. 상기 장비는 인식 장비, 컴퓨터 장치, 스테레오리소그래피 장비(stereolithography equipment), 물리적 주형 제조용 장비, 교합기와 작동하기 위한 작업 모형 제조용 장비, 가공의치 구조 제조용 장비, 및 턱 뼈 구조의 임플란트 상에 가공의치를 맞추기 위한 삽입 장비를 포함한다. 턱 뼈 구조는 여기에서, 예를 들어 위 턱과 아래 턱의 구조에 관한 것일 수 있다. 또한, 본 발명은 컴퓨터 장치에서 나온 정보를 이용하여 스테레오그래피에 의해 제조된 주형의 구성에 관한 것이고, 한편으로 턱 뼈 구조의 임플란트 상에 적용할 수 있는 가공의치 구조를 제조하기 위해, 및 다른 한편으로, 예를 들어 드릴과 같은 임플란트를 위한 구멍을 형성하기 위한 구멍-형성 수단의 유도를 위해 사용된다.
문제가 되는 본 형태의 시스템은 이미 공지되어 있으며, 참고 문헌으로는 특히 본 출원인의 특허 출원 SE 0004884-3이 있다.
한편으로, 턱 뼈 구조에 구멍을 형성하기 위해, 다른 한편으로 가공의치를 제조하기 위해 주형을 사용하는 것이 또한 공지되어 있다. 지금까지의 치의학 분야에서 사용된 방법 및 기본적으로 꽤 중요한 수동 기술에 기초한 구성이 참조될 수 있다. 참고 문헌으로는 SE 0004885-0, SE 0004886-8, SE 0104431-2, SE 0104432-0, SE 0203898-2, SE 0203899-0 및 SE 0203900-6이 있다.
지금까지 사용되어 왔던 방법 및 구성/보조장치는, 예를 들어 시간과 비용 측면에서의 발전이 특히 요구된다. 즉, 예를 들어 주형의 제조는 30 내지 50% 감소되어야 하며, 특히 스테레오리소그래피 장비의 사용 시간은 감소될 수 있어야 한다. 시간과 비용 측면에서의 감소에도 불구하고, 제조된 제조물/가공의치의 정확도는 높게 유지되어야 하며, 안전한 기능을 해야 하기 때문에, 약 0.1 내지 0.2 mm의 오차로 유지되어야 한다. 시스템 및 구성은 또한 운용 측면에서도 까다롭지 않아 탁월한 제조와 삽입 결과를 얻어야 한다. 또한, 특정 시간-소비와 비용-확대 과정은 제거되어야 하며, 예를 들어 턱 뼈와 정확한 관계에 있는 작업 모형이나 보철을 교체할 때의 오류의 원인은 제거되어야 한다.
본 발명의 목적은 특히 이러한 문제를 해결하는 것이다.
본 발명과 관련하여, 나머지 과정은 또한 잘 증명되어야 하고, 시장에서 이미 사용하고 있는 집단에 의해 다루어지고 수행될 수 있는 까다롭지 않은 기술로 특정되어야 한다. 집단은 기술적 및 재정적 상황에 적당한 방법으로 협동할 수 있어야 한다. 집단의 수는 다양할 수 있어야 하고, 기능은 시험, 삽입 및 운용 기술, STL(스테레오리소그래피 기술)에 의한 제조와 모형 제조 및 치기공사에 의한 제조로 나누어 질 수 있어야 한다. 1 이상의 기능의 가능한 제공과 보조를 위해서는 치과 제조물을 위한 전자동 제조 시스템, 예를 들어 PROCERA®형을 제공하는 상위 집단이 사용될 수 있다.
본 발명의 목적은 또한 이 문제를 해결하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 시스템을 특정하는 것으로 주로 생각되는 것은 특히 컴퓨터 장치가 턱 뼈 구조의 탐지에 기초하여 인식 장비에서 전달된 제1정보를 수신하여 스크린에 나타내도록 설계하는 것이다. 컴퓨터 장치는, 한편으로 연결된 치아와 상아질이 있는 가시적 턱 뼈 구조에 적용된 가시적 가공의치 구조에 관한, 다른 한편으로 가시적 가공의치 구조와 가시적 턱 뼈 구조의 임플란트의 위치에 관한, 변형 정보를 가시적으로 입력하는 것을 가능하게 하는 조작 요소들로 구성된다. 또한, 컴퓨터 장치는 제1정보와 변형 정보에 기초한 CAD 파일의 생성을 야기하거나 생산하도록, 그리고 상기 CAD 파일을 스테레오리소그래피 장비에 전달하도록 구성된다. 후자는 임플란트의 오목부와 경도 방향을 결정하기 위해 구성되는 슬리브(sleeve)용 연결 관통-구멍(through-bore)을 가진 물리적 주형의 제조용 장비에서 처리될 수 있는 제2정보를 송신하도록 구성되어야 한다. 물리적 주형은 한편으로 작업 모형의 제조를 위한 기본을 형성할 것이며, 다른 한편으로 슬리브와 함께 정의되고, 삽입 장비(드릴)를 이용하여 실제 턱 뼈 구조에 적합된 구멍 형성에서 주형으로서 제공될 것이다.
인식 장비와 컴퓨터 장치는 환자를 치료하는 집단, 예를 들어 외과 의사나 치과 의사로 구성되는 제1집단에 할당된다. 스테레오리소그래피 장비는 제2집단에 할당된다. 주형, 작업 모형 및 실제 가공의치 구조의 제조용 장비는 제3집단, 예를 들어 치기공사에 할당될 수 있다. 상위 장비를 갖춘 제4집단이 또한 포함될 수 있으며, 상기 제4집단은 정보 공급 및/또는 1 이상의 상기 기능 또는 그들의 일부의 제조 또는 운용을 보증할 수 있다. 스테레오리소그래피 장비는 상기된 어느 집단에 의해 이용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 실시예는 시스템에 관한 첨부된 종속항에 제시되어 있다.
본 발명에 따른 구성은 주형과 가공의치 구조에 관통-구멍이 제공되고, 관통-구멍에는 슬리브가 제공되며, 이로 인해 임플란트의 오목한 정도 및 임플란트의 위치가 정해질 수 있다는 사실에 의해 특정되는 것으로 생각될 수 있다.
또한, 심화 발전된 발명의 개념에서는 슬리브는 주형의 적절한 오목한 정도를 얻을 수 있는 특별한 형태로 설계된다. 일 실시예에서, 슬리브는 치과용 접착제로 고정시킬 수 있다. 바람직한 실시예에서, 주형은 가공의치가 확장되도록 의도되는 턱 뼈에 걸쳐 확장되는 부위에 걸쳐 있는 상아질 또는 검 대체물(gum replacement)에 대응하는 부위 또는 물질을 재제조하거나 포함하도록 구성된다. 주형은 상기 장비에서 매우 낮은 축소 계수를 갖는 플라스틱으로부터 제조된다. 또한, 실례가 되는 실시예는 새로운 구성에 관하여 첨부된 종속항에 제시되어 있다.
상기 제안된 것을 이용하여, 설비 계획 후 계획 파일은 CAD 파일로 변환될 수 있고, SLA 모형(빠른 프로토타이핑)이 소위 STL로 불리는 기술로 주문될 수 있다. 모형의 일부는 환자의 위 턱 또는 아래 턱을 모의실험 할 수 있는 반면, 다른 일부는 환자의 보철을 모의실험한다. 그에 따라서, 작업 모형이 치의학 연구실에서 제조된다. 주형은 CAD를 이용하여 컴퓨터 상에 계획될 수 있고, 모든 자료 정보를 포함할 수 있으며, 이는 주형이 STL 기술의 도움으로 주문될 수 있다는 것을 의미한다. 주형이 물리적 형태로 제조될 때, 드릴 유도용 슬리브, 임플란트 및 고정핀이 제공될 수 있다. 슬리브는 제 자리에서 치과용 접착제로 접합될 수 있다.
그에 따라서, 주형은 석고 내의 작업 모형의 제조를 위한 본(impression)으로 사용될 수 있고, 이는 반대편 턱/턱 뼈의 치의학 모형과 대비한 교합 표시(bite index)의 도움을 받아 교합기에 장착된다. 가공의치는 획득한 작업 모형 상에 제공될 수 있다. 또한, 주형은 작업 모형의 제조와 연결되는 공간 주위와 턱 뼈 내의 임플란트에 걸쳐서 검 대체물을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 시스템 및 구성의 현재 제안된 실시예는 첨부된 도면을 참고하여 아래에 설명될 것이다.
도 1은 블록다이어그램 형태로 장비와 연관된 집단을 나타내고,
도 2는 도 1의 관련 부분을 확대한 것이며, 도 1에 따른 기능 사슬 부분을 측면도 및 수평도로 나타내고,
도 3은 주형 내에 사용되는 슬리브의 두 가지 다른 실시예를 수직단면도로 나타내고,
도 4는 임플란트와 관련되는 슬리브의 적용과, 슬리브 및 임플란트용 나사를 조이는 것을 수직단면도로 나타내고,
도 5는 임플란트 사이의 상아질에서 수평으로 확장된 고정핀들과 고정튜브들에 의해 고정된 임플란트가 있는 위 턱 모형을 아래에서 본 모습의 도면을 나타내고,
도 6은 도 5에 따른 모형의 평면도를 나타내고,
도 7은 위 턱에서의 임플란트 및 고정핀의 위치를 측면에서의 투시도로 나타낸다.
주형은 컴퓨터 상에서 CAD를 이용하여 스캔된 환자의 보철을 변형시킴으로써 만들어질 수 있다. 이러한 방식으로, 치의학 연구실에서 주형을 제조해야만 하는 문제를 피하는 것이 가능하며, 연구실에서 만들어진 특정 축소 경향을 갖는 아크릴이나 플라스틱으로 만든 주형이 결과적으로 정확성이 떨어지기 때문에, 이 방식이 유리하다. 본 발명에 따르면, 주형은 교합 표시의 도움을 받아 교합기에 장착될 수 있다. 이러한 방식으로, 턱의 교합 관계를 기록하는 문제를 해결하는 것이 가능하다. 주형은 외과 의사에 의해 사용되며, 환자 구강 내의 계획된 위치에 임플란트를 위치시키는 문제를 해결한다. 주형은 계획된 임플란트 사이에 측면으로부터 삽입되는 고정핀과 함께 고정되는 구성을 가진다. 이러한 방식으로, 주형은 치기공사에 의해 교합기 내에서 제조되는 교합 표시의 도움을 받아 구강 내 위치에 부착된다. 이것은 수술 후에 가공의치와 반대편 턱 사이의 올바른 교합 관계를 얻는 문제를 해결한다. 주형은 계획된 모든 자료를 포함하고 있으므로, 환자의 턱 뼈 부분을 제공할 필요는 없다. 이것은 스테레오리소그래피 장비에서 제조 시간과 비용을 감소시킨다. 뼈 부분의 올바른 관계에 보철 모형을 위치시켜야 하는 형태의 오류의 원인이 제거된다.
도 1에서 상징적으로 제1집단은 (1)로, 제2집단은 (2)로, 그리고 제3집단은 (3)으로 나타낸다. 제1집단은 환자(4)에게 가공의치를 시험하고 맞추는 외과 의사, 치과 의사 등일 수 있다. 제2집단은 스테레오리소그래피 장비의 소유자일 수 있다. 제3집단은 치기공사일 수 있다. 또한, 도 1은 치과 제조물용 전자동 제조 시스템으로 대표되는 제4집단을 나타낸다; 제안된 실시예에서 상기 집단(5)은 PROCERA®로 지정된다. 제1집단은 인식장비(6)를 이용할 수 있다. 또한, 제1집단은 컴퓨터 장치(7)를 이용할 수 있다. 스테레오리소그래피 장비는 (8)로 나타낸다. 치기공사는 물리적 주형의 제조 장비(9) 및 교합기 기능과 작동하는 작업 모형의 제조용 장비(10)를 이용할 수 있다. 또한, 치기공사는 장비(11)에서 최후 가공의치를 제조한다.
인식 장비(6)는 그 자체로 공지된 형태가 될 수 있다. 그러므로, 예를 들어 제1집단(1)은 통상의 수단을 이용하여 그 자체로 알려진 방식으로 본을 제조할 수 있다. 대안적으로, 카메라, 레이저 장비 등이 사용될 수 있다. 컴퓨터 장치(7)는 그 자체로 공지된 방법으로, 컴퓨터 스크린(7a), 및 키보드, 음성 통신 유닛 등으로 이루어진 조작 요소(7b)를 포함한다. 인식에 따라, 환자(4)의 관련된 턱/턱 뼈( 이 실시예에서는 위 턱)를 나타낼 수 있다. 위 턱 구조는 (7c)로 나타낸다. 또한, 제1집단은 스크린 상의 턱 뼈 구조를 수정하고, 턱 뼈에 적용되는 치관 구조를 형성할 수 있다. 이러한 구조는 (7d)로 나타낸다. 명확성을 위하여, 위 턱(7c) 및 완전한 구조(7d)는 두 개의 동시 대표도로 보여진다. 상기 대표도는 물론 동시에 하나로 나타낼 수 있다. 대표도(7d)에서 임플란트의 위치와 그들의 방향은 임플란트 용 구멍(7e)으로 나타낸다. 컴퓨터 장치는 시장에서 이용되는 통상적인 프로그램(CAD 프로그램) 및 파일 관리 시스템으로 작동된다. 스테레오리소그래피 장비는 그 자체로 공지된 형태일 수 있으므로 여기서 자세히 설명하지 않을 것이다.
인식 장비(6)는 스캔된 턱 뼈 구조를 나타내는 제1정보(12)를 컴퓨터 장치에 제공한다. 이것은 컴퓨터 장치로 보내진다. 차례로, 컴퓨터 장치는 도 1에서 (13)으로 나타난 CAD 파일을 생성한다. CAD 파일은, 특히 슬리브의 적용을 위해 치기공사(9)에게 전달되는 물리적 모형용 조건을 설정하는 스테레오리소그래피 장치에 의해 수신된다. 이 전달은 (14)로 나타낸다. 물리적 주형은 (15)로 나타낸다. 치기공사는 작업 모형(16)의 제조를 위한 물리적 주형(15)을 사용하며, 유닛들(9 및 10)사이의 전달 기능은 (17)로 나타난다. 작업 모형의 제조는 (18)로 나타내는 교합기 기능과 관련하여 일어난다. 교합기 기능에 대한 교합 표시는 환자(4), 컴퓨터 장치(7) 및/또는 인식 장비(6)로부터 전달될 수 있다. 상기 전달은 (19), (20) 및 (21)로 나타낸다. 교합기 기능의 입구에서의 교합 표시 전달은 (22)로 나타낸다.
실제 가공의치(23)는 제3집단(3)에 의해 장비(11)에서 제조된다. 장비(9)에서부터, 물리적 주형(15)은 외과 의사 또는 그에 상당하는 사람에게 전달될 수 있다. 이 전달은 (24)로 나타낸다. 또한, 제1집단(1)은 (1A)로 나타낸 장비를 이용할 수 있다. 이 장비는 환자(4)에게 주형과 가공의치를 맞추기 위한 드릴 장비와 삽입 장비로 이루어질 수 있다. 완성된 가공의치는 화살표(26)에 의해 나타난 바와 같이, 제1집단에게 전달될 수 있다. 주형의 도움을 받은 환자 턱 뼈의 구멍 형성(구멍형성 수단(25) 등에 의함) 및 완성된 가공의치의 삽입은 공지된 방법으로 일어날 수 있고, 그러므로 여기에서는 자세히 설명하지 않을 것이다.
도 1과 관련하여, 제4집단(5)은 상기 기능 단계 중 1 이상의 보조 기능 또는 제조를 제공할 수 있다. 이것은 적응 유닛들(27, 28, 29 및 30)을 포함하는 자동 시스템이 있는 도면 상에서 보여진다. 다른 집단들의 장비는 또한 적응 유닛들(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 및 38)을 통해 연결될 수 있다. 전달은 일반적인 통신 수단(39), 예를 들어 전화통신 네트워트, 인터넷, 컴퓨터 네트워크 등을 통하여 일어날 수 있다. 전달 기능은 양방향 지시 화살표로 나타내며, 이는 양방향 통신이 존재함을 나타낸다. 화살표들은 (40)으로 나타낸다.
도 2에서, 환자의 위 턱은 (41)로 나타내며, 아래 턱은 (42)로 나타낸다. 제1집단(1)이 위 턱에 가공의치가 고정될 임플란트(43)를 삽입하였다. 환자의 아래 턱에서의 치아 세트는 (44)로 나타내고, 상기에 설명한 것과 관련하여, 이식되어야 할 가공의치와 아래 턱의 치아 간의 교합 관계는 교합 표시의 영향을 받는다. 도면 부호(45)는 상기와 관련된 주형을 나타낸다. 주형은 임플란트(43)가 나사고정(screw)되거나 오목하게 될 구멍(48)의 형성을 위한 유도 수단으로 사용되는 슬리브(47)용 오목부(46)를 특히 포함한다. 도면 부호(49)는 위 턱의 임플란트(43)에 고정될 완성된 가공의치 구조를 나타낸다. 위 턱은 또한 턱 구조의 수평면으로 실질적으로 확장된 고정핀(51)의 위치를 나타내기 위하여 개략적으로 도면 부호(50)에 의해 아래에서부터 보여진다. 도 3은 임플란트 구멍(48)을 형성 하기 위한 드릴(53)을 유도하는데 사용되는 슬리브(52)의 제1실시예를 보여준다. 슬리브는 주형 상의 정지 표면(54a)을 통하여 주형(54)과 작동할 수 있는 정지 에지(52a)를 갖는다. 또한, 도 3은 슬릿(56a)이 제공되는 슬리브(56)의 제2실시예(55)를 보여준다. 이 경우 주형(57)은 슬리브가 주형(57) 내에 최후 위치라 가정하는 경우, 슬리브 상의 스냅-피트 플랜지(snap-fit flange: 56b)가 맞물릴(snap) 수 있는 내부 오목부(57a)를 갖는다. 클릭 노이즈 기능(click noise function)은 제공될 수 있다.
도 4는 턱 뼈 및 상아질(59)에 적용된 임플란트(60)를 나타낸다. 임플란트는 상기와 대응되는 슬리브(62)가 관여할 수 있는 접합부(61)와 작동할 수 있다. 상기 구성요소는 지탱 나사(63)와 함께 부착될 수 있다. 슬리브(62)는 (64)로 나타내어지는 주형 또는 가공의치 부분에 설치한다. 상기 부분은 명확성을 위하여 분해된 상태로 나타낸다. 상기 부분은 화살표(65)의 방향으로 함께 합쳐질 수 있다. 주형(64) 내 관통-구멍은 (64a)로 나타낸다. 주형에서 슬리브를 고정하기 위해 사용되는 접착제는 도 3에 제시된 도면부호 (52b)로 상징적으로 나타낸다.
물리적 주형의 구조적 구성은 (66)으로 나타낸다. 이러한 경우, 임플란트(67)는 도 4에 비해, 주형 내에 단단히 나사고정된다. 고정핀은 (68)로 나타낸다. 도 6은 아래 쪽에서 본 도 5에 따른 주형을 나타낸다. 고정핀(68)은 수동 동작 수단으로 설계되며, 이로 인하여 핀들이 문제의 턱 뼈를 통해 나사고정될 수 있다. 도면은 임플란트들(67) 사이에 확장된 고정핀을 보여준다.
도 7은 턱 뼈(69)에 적용된 도 5 및 6에 따른 주형을 측면에서의 투시도로 나타낸다.
본 발명은 상기에서 예로 설명된 실시예에 제한되는 것은 아니며, 그 대신 첨부된 특허 청구항 및 발명의 개념의 범위와 같이 수정될 수 있다.
Claims (17)
- 치의학 작업 모형, 가공의치 구조, 및 주형을 제공하는 방법에 있어서,임플란트용 구멍(7e) 형성을 위한 구멍-형성 수단(25)의 유도를 위해서 구성된 상기 주형을 스테레오리소그래피(stereolithography: 14)에 의해 또한 컴퓨터 장치(7a, 7b)로부터의 정보에 의해 제조하는 단계;석고로 작업 모형을 제조하기 위한 본(impression)으로서 상기 주형을 이용하는 단계;턱 뼈 구조의 임플란트 상에 적용될 수 있는 상기 가공의치 구조를 제조하기 위해, 얻어진 상기 작업 모형을 이용하는 단계;상기 주형(15) 및 상기 가공의치 구조(23)에 관통-구멍을 제공하는 단계; 및상기 주형의 관통-구멍에 슬리브를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치의학 작업 모형, 가공의치 구조, 및 주형을 제공하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 슬리브는 상기 주형의 오목 정도를 결정하는 탄력 수단(56b)으로 구성되고, 상기 주형의 관통-구멍에 슬리브를 제공하는 단계는 상기 주형의 내부 오목부(57a)로 상기 탄력 수단을 맞물리는(snap) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치의학 작업 모형, 가공의치 구조, 및 주형을 제공하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 각각의 슬리브(62)를 접착제(52b)에 의해 상기 주형에 고정하거나 잠그는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치의학 작업 모형, 가공의치 구조, 및 주형을 제공하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 작업 모형을 제조하는 단계와 관련하여, 턱 뼈에 걸쳐 확장되는 부분에 잇몸 대체물(gum replacement)에 대응하는 물질 또는 부분을 포함하기 위해 상기 주형(15)을 구성하는 단계를 포함하고, 상기 물질 또는 부분으로 상기 가공의치가 확장되려는 것을 특징으로 하는 치의학 작업 모형, 가공의치 구조, 및 주형을 제공하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 주형 및 가공의치 구조에 추가된 교합 표시(bite index)의 도움을 받아 반대편 턱 뼈의 치아(44)와 작동하도록 상기 가공의치 구조(23)를 설계하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 치의학 작업 모형, 가공의치 구조, 및 주형을 제공하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,반대편 턱 뼈의 치의학 모형과 대비한 교합 표시의 도움을 받아 교합기에 상기 작업 모형을 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치의학 작업 모형, 가공의치 구조, 및 주형을 제공하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 슬리브가 관여하고 임플란트가 작동하는 접합부와 상기 주형을 지탱 나사와 함께 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치의학 작업 모형, 가공의치 구조, 및 주형을 제공하는 방법.
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