KR101173548B1 - 치아교정장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치아교정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 투명한 강화 플라스틱 틀을 이용하여 치열을 교정하는 치아교정장치의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 치아교정장치의 제조방법에 있어서, (a) 치아 형상의 몰드를 제공하는 단계; (b) 상기 몰드 위에 플라스틱 시트를 올려놓고 가열하여 치아 형상의 캐비티가 형성되어 있는 플라스틱 치아교정장치를 열성형하는 단계; (c) 열성형된 상기 플라스틱 치아교정장치에서 과도한 씬닝(thinning)이 발생하는 위치를 인지하는 단계; (d) 상기 플라스틱 치아교정장치의 과도한 씬닝이 발생한 부분의 표면에 수지를 도포하여 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 치아교정장치의 제조방법이 제공된다. 본 발명에 따른 치아교정장치의 제조방법은 치아교정장치의 전체 두께를 두껍게 하지 않고, 성형과정에서 두께가 지나치게 얇아진 부분만을 부분적으로 두껍게 할 수 있으므로, 치아교정장치의 착용감 저하 없이, 교정력을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 치아교정장치의 내구력이 증가하여 치아교정장치의 착용 및 탈착과정에서 발생하는 형태의 변화를 줄일 수 있다.

Description

치아교정장치의 제조방법{Method for producing dental positioning appliance}

본 발명은 치아교정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 투명한 강화 플라스틱 틀을 이용하여 치열을 교정하는 치아교정장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

교합이란 입을 다물었을 때 위 아래 턱의 치아가 서로 맞물리는 상태를 말한다. 부정교합이란 어떤 원인에 의해 치아의 배열이 가지런하지 않거나 위 아래 맞물림의 상태가 정상의 위치를 벗어나서 심미적, 기능적으로 문제가 되는 교합관계를 의미한다.

부정교합 발생의 가장 큰 원인은 유전적인 영향으로 알려져 있으며, 부정교합은 치아의 모양이나 크기, 환경적 영향, 좋지 않은 습관, 잘못된 자세, 치아 우식증, 구순구개열과 같은 선천성 장애 등 다양한 원인에 의해 발생할 수 있다.

부정교합이 발생하면, 치아 배열이 가지런하지 않아 치아 사이에 음식물 찌꺼기가 남아 있기 쉽다. 정확한 잇솔질로 청결하게 관리하는 것도 쉽지 않기 때문에 구강 내 치태가 증가하게 되어 치아우식증이나 잇몸 염증 등 잇몸 질환으로 진행되기 쉽다. 또한, 정상 치열에서 많이 벗어난 치아가 있거나 턱의 위치가 비정상이라면 외부에서 충격이 가해질 때 치아 파절 등 치아에 손상을 입을 가능성도 커진다.

이러한 부정교합을 치료하는 것이 치아교정치료 또는 치열교정치료이다. 치아교정치료는 치아가 어떤 힘을 받으면 이동하는 성질을 이용한다. 부정교합의 치료는 원인이나 치료 시기에 따라 다양한 장치와 방법을 이용한다. 습관을 제거하도록 고안된 장치, 위아래 턱뼈의 발육을 억제하거나 증진시키는 장치, 치아를 원하는 위치로 서서히 이동시키는 장치 등이 있으며, 구강 내에 넣었다 뺐다 할 수 있는 가철성 장치와 치아에 부착한 후 치료가 끝날 때 떼어내는 고정식 장치로도 나눠 볼 수 있다.

현재 가장 많이 사용되고 있는 것은 브라켓이라는 장치를 치아에 부착하고 교정용 철사와 고무줄 등의 탄력을 사용해 치아를 이동시키는 고정식 치료법이며, 어떤 종류의 부정교합에도 흔히 사용된다. 브라켓은 금속으로 된 것이 일반적인데, 치료 기간 동안 눈에 잘 띄는 단점이 있다.

이러한 단점을 해결하기 위해서 투명 교정(orthodontics using clear aligner)방법이 제안되었다. 투명 교정은 교정 전 치아의 상태에서 교정 후 치아의 상태로 단계별로 변화하는 투명한 치아교정장치들을 제작하고, 이를 치아에 갈아 끼면서 치열을 교정하는 시술이다. 투명 교정에 사용되는 치아교정장치는 투명 플라스틱으로 만들어지므로 심미감이 뛰어나다.

투명 교정에 사용되는 치아교정장치는 치아의 본을 떠서 몰드를 만들고, 이 몰드에 1㎜ 정도의 투명 플라스틱 시트를 올려놓고 열을 가하면서, 몰드에 음압을 걸어서 성형하는 진공성형방법으로 만든다. 성형 가공된 치아교정장치의 두께는 치아 형상의 굴곡에 따라서 다르다. 그러나 치아에 교정력을 가하는 부분은 성형시 많이 늘어나는 부분으로서 평균 두께에 비해서 두께가 얇다. 투명 교정에 있어서, 치아교정장치에 의한 교정력은 치아교정장치가 탄성 변형할 때 발생하는 탄성 회복력에 의존하는 것으로서, 탄성 회복력은 치아교정장치의 재료인 플라스틱 재질과 치아교정장치의 두께 및 변형량에 의해서 결정된다. 따라서 교정력을 증가시키기 위해서는 두꺼운 투명 플라스틱 시트를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 두께가 증가하면 착용감이 떨어지는 문제, 진공성형시 늘어나지 않는 부분은 지나치게 두께가 두꺼워지는 문제, 피개 교합(overbite)이 생기는 문제 등이 발생한다.

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 치아교정장치의 착용감을 저하시키지 않고 교정력이 높은 치아교정장치의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 의하면, 치아교정장치의 제조방법에 있어서, (a) 치아 형상의 몰드를 제공하는 단계; (b) 상기 몰드 위에 플라스틱 시트를 올려놓고 가열하여 치아 형상의 캐비티가 형성되어 있는 플라스틱 치아교정장치를 열성형하는 단계; (c) 열성형된 상기 플라스틱 치아교정장치에서 과도한 씬닝(thinning)이 발생하는 위치를 인지하는 단계; (d) 상기 플라스틱 치아교정장치의 과도한 씬닝이 발생한 부분의 표면에 수지를 도포하여 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 치아교정장치의 제조방법이 제공된다.

또한, 상기 (c)단계는, 3차원 스캐너를 이용하여 상기 플라스틱 치아교정장치의 상면과 하면을 스캐닝하여 상기 플라스틱 치아교정장치의 상면과 하면의 3차원 좌표를 계측하는 단계; 계측된 상기 상면과 하면의 3차원 좌표를 처리하여 상면과 하면 사이의 두께를 측정하여 과도한 씬팅이 발생한 위치를 인지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아교정장치의 제조방법이 제공된다.

또한, 상기 (c)단계는, 열성형 수치 해석을 통해서 상기 플라스틱 치아교정장치에서 과도한 씬닝(thinning)이 발생하는 위치를 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아교정장치의 제조방법이 제공된다.

또한, 상기 (d)단계는, 상기 플라스틱 치아교정장치의 과도한 씬닝이 발생한 부분의 표면에 자외선 경화형 수지를 도포하고, 상기 자외선 경화형 수지에 자외선을 조사하여 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아교정장치의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 치아 형상의 캐비티가 형성되어 있는 플라스틱 치아교정장치에 있어서, 과도한 씬닝이 발생한 부분의 표면에 도포된 수지층을 포함하는 치아교정장치가 제공된다.

본 발명에 따른 치아교정장치의 제조방법은 치아교정장치의 전체 두께를 두껍게 하지 않고, 성형과정에서 두께가 지나치게 얇아진 부분만을 부분적으로 두껍게 할 수 있으므로, 치아교정장치의 착용감 저하 없이, 교정력을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한, 치아교정장치의 내구력이 증가하여 치아교정장치의 착용 및 탈착과정에서 발생하는 형태의 변화를 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 치아교정장치의 제조방법의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 치아교정장치의 제조방법 중에 치아 형상의 몰드가 획득된 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 치아교정장치의 제조방법 중에 플라스틱 치아교정장치가 획득된 상태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 치아교정장치의 제조방법 중에 플라스틱 치아교정장치의 두께를 측정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 치아교정장치의 제조방법 중에 수지를 도포하는 단계에서 사용되는 수지 도포 장치의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 치아교정장치의 제조방법 중에 수지 도포가 완료되어 부분적으로 플라스틱 치아교정장치의 두께가 증가한 상태를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다음에 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 본 발명의 실시예를 설명하는 도면에 있어서, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명에 따른 치아교정장치의 제조방법의 순서를 나타내는 흐름도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 치아교정장치의 제조방법은 치아 형상의 몰드를 제공하는 단계(S1)로 시작된다. 이 단계에서는 치과의사 등 전문가가 알지네이트(alginate) 등 인상재가 배치되어 있는 트레이를 이용하여 환자의 치아의 본을 떠서 부정교합 치아 인상(impression)을 획득한다. 그리고 획득된 인상을 플라스틱이나 세라믹 등으로 채워 도 2에 도시된 바와 같이 치아 형상의 몰드(1)를 만든다.

다음, 획득된 몰드(1) 위에 플라스틱 시트를 올려놓고 가열하여 치아 형상의 캐비티가 형성되어 있는 플라스틱 치아교정장치를 성형한다(S2). 본 단계는 진공 성형으로 진행된다. 진공 성형은 플라스틱 시트에 열과 압력을 가하여 3차원 형태로 성형하는 열성형(thermoforming)의 일종이다. 진공 성형은 널리 알려진 성형 방법이므로 간략하게 설명한다. 우선, 진공 플레이트 위에 몰드를 올려놓고 그 위에 플라스틱 시트를 올리고, 플라스틱 시트의 연화점 이상으로 플라스틱 시트를 가열하여 플라스틱 시트를 유연하게 한다. 그리고 몰드의 아래에 진공을 형성하여 유연하게 된 플라스틱 시트가 몰드에 밀착되도록 함으로써 치아 형상의 캐비티가 형성되어 있는 치아교정장치를 성형한다.

플라스틱 시트는 진공 성형 장치에 따라서 원형 또는 사각형 형태일 수 있으며, 두께는 1㎜정도이다. 재질은 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리우레탄(Poly-urethane, PU) 등이 주로 사용된다.

다음, 플라스틱 치아교정장치(2)를 몰드(1)에서 분리하여(S3), 도 3에 도시된 바와 같이 몰드의 치아 형상과 동일한 형상의 캐비티가 형성되어 있는 플라스틱 치아교정장치(2)를 얻는다.

다음, 플라스틱 치아교정장치(2)의 위치별 두께를 측정하여 과도한 씬닝이 발생한 부분을 찾는다(S4). 플라스틱 치아교정장치(2)의 두께는 3차원 스캐너를 이용하여 측정한다. 3차원 스캐너로는 광학식 비접촉식 스캐너 또는 탐침을 이용한 접촉식 스캐너를 사용할 수 있다. 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 3차원 스캐너로 플라스틱 치아교정장치(2)의 상면을 스캔하여 상면의 좌표를 획득하고, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 하면의 3차원 좌표를 획득한 후, 도 4(c)에 도시된 바와 같이 계측된 상면과 하면의 좌표들을 이용해서 위치별로 플라스틱 치아교정장치의 두께를 계산할 수 있다. 이를 통해서 과도한 씬닝이 발생한 지점을 찾을 수 있다.

다음, 상기 플라스틱 치아교정장치의 과도한 씬닝이 발생한 부분의 표면에 수지를 도포하여 경화한다(S5).

도 5는 본 단계에서 사용되는 수지 도포 장치의 사시도이다. 도 5를 참고하면, 수지 도포 장치는 디스펜서(10)와 디스펜서(10)에서 도출되는 수지가 플라스틱 치아교정장치(2)에 있어서 과도한 씬닝이 발생한 부분의 표면에 선택적으로 도포될 수 있도록 플라스틱 치아교정장치(2)를 전후로 이동시키는 스테이지(20)를 포함한다.

디스펜서는 수지를 수용하는 시린지와 시린지의 하측에 결합되며 토출구를 구비한 노즐과, 시린지에 수용된 수지를 토출구를 통해서 토출시키기 위한 가압 수단을 포함한다. 가압 수단으로는 솔레노이드 타입, 캠 타입, 스크류 타입 등이 있다.

또한, 수지 도포 장치는 도포된 수지를 바로 경화할 수 있는 경화수단(30)을 구비한다. 본 실시예에서는 자외선 경화형 수지를 사용하였으며, 경화수단(30)으로는 디스펜서(10)에 설치되어 디스펜서(10)에서 도출되는 자외선 경화형 수지에 바로 자외선을 조사할 수 있는 자외선 램프(30)를 사용하였다.

도 6은 본 발명에 따른 치아교정장치의 제조방법 중에 수지 도포가 완료되어 부분적으로 플라스틱 치아교정장치의 두께가 증가한 상태를 나타낸 것이다. 도 6에 있어서는 설명을 위해서 수지(3)가 도포된 부분을 구별할 수 있도록 표시하였으나, 실제로는 투명한 수지(3)를 이용하므로 외관상 구별이 어렵다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않은 한도 내에서 여러 가지 변형을 할 수 있는 것은 명백하다.

예를 들어, 디스펜서는 고정되고, 스테이지가 움직이는 것으로 설명하였으나, 디스펜서가 움직이거나, 디스펜서와 스테이지가 모두 움직이도록 하는 것도 가능하다.

또한, 3차원 스캐닝을 통해서 플라스틱 치아교정장치의 두께를 직접 측정하는 것으로 설명하였으나, 열성형 수치 해석을 통해서 과도한 씬닝이 발생하는 위치를 예측한 후 그 위치에 수지를 도포할 수도 있다.

1: 몰드 2: 플라스틱 치아교정장치
3: 수지

Claims (5)

1. 치아교정장치의 제조방법에 있어서,
   (a) 치아 형상의 몰드를 제공하는 단계;
   (b) 상기 몰드 위에 플라스틱 시트를 올려놓고 가열하여 치아 형상의 캐비티가 형성되어 있는 플라스틱 치아교정장치를 열성형하는 단계;
   (c) 열성형된 상기 플라스틱 치아교정장치에서 정해진 두께 미만으로 얇아진 위치를 인지하는 단계;
   (d) 상기 플라스틱 치아교정장치의 정해진 두께 미만으로 얇아진 부분의 표면에 수지를 도포하여 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아교정장치의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 (c)단계는,
   3차원 스캐너를 이용하여 상기 플라스틱 치아교정장치의 상면과 하면을 스캐닝하여 상기 플라스틱 치아교정장치의 상면과 하면의 3차원 좌표를 계측하는 단계;
   계측된 상기 상면과 하면의 3차원 좌표를 처리하여 상면과 하면 사이의 두께를 측정하고 정해진 두께 미만으로 얇아진 위치를 인지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아교정장치의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 (c)단계는,
   열성형 수치 해석을 통해서 상기 플라스틱 치아교정장치에서 정해진 두께 미만으로 얇아질 위치를 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아교정장치의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 (d)단계는,
   상기 플라스틱 치아교정장치의 정해진 두께 미만으로 얇아진 부분의 표면에 자외선 경화형 수지를 도포하고, 상기 자외선 경화형 수지에 자외선을 조사하여 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아교정장치의 제조방법.
5. 삭제

Images