KR101482727B1

KR101482727B1 - 3d프린팅을 이용한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작 방법

Info

Publication number: KR101482727B1
Application number: KR20130107347A
Authority: KR
Inventors: 황청풍
Original assignee: 주식회사 수면과건강
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-01-14

Abstract

본 발명은 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작방법에 관한 것으로서, 치아구조를 감싼 형태로 생성된 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 디지털몰드를 생성하는 방법을 적용함으로써 기구 제작시 시간과 비용을 줄여 생산성과 작업성을 높이며, 상기 디지털몰드를 3D 프린터를 이용하여 합성수지 소재로 인쇄하는 방법을 적용함으로써 정밀하고 깨끗한 몰드를 제작할 수 있는 효과 및 개인 골격에 맞는 제품을 디자인하기 용이한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 3D프린팅을 이용한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작방법의 주요 공정을 살펴보면, 윗니에 고정되어 상악에 장착되는 상악장치와 아랫니에 고정되어 하악에 장착되는 하악장치와 상기 상악장치와 하악장치를 연결하는 연결부재를 포함하여 이루어지는 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 상기 상악장치와 하악장치를 제작하는 방법에 있어서, 정상적인 치아구조와 하악을 전방으로 유도한 치아구조를 3D 영상으로 촬영하는 3D스캔단계와; 상기 3D스캔단계에서 획득한 기도의 확장 정도와 턱관절 변위의 변화를 비교하여 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 위치 데이터를 설정하는 데이터설정단계와; 상기 데이터설정단계에서 획득한 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 위치 데이터를 이용하여 치아구조를 감싼 형태로 디지털모형을 생성하는 양각모형생성단계와; 상기 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 디지털몰드를 생성하는 음각몰드생성단계와; 상기 디지털몰드를 3D 프린팅하여 합성수지 소재로 몰드를 제작하는 3D프린팅단계와; 상기 제작된 몰드를 이용해서 상악장치와 하악장치를 사출성형하는 사출성형단계;로 구현된다.

Description

3D프린팅을 이용한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작 방법{METHOD OF MANUFACTURING DEVICE FOR CURING SNORE AND SLEEP APNEA SYNDROME USING 3D PRINTING}

본 발명은 3D프린팅을 이용한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 윗니에 고정되어 상악에 장착되는 상악장치와, 아랫니에 고정되어 하악에 장착되는 하악장치와, 상기 상악장치와 하악장치를 연결하는 연결부재를 포함하여 이루어지는 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 상기 상악장치와 하악장치를 제작하는 방법에 있어서, 치아구조를 감싼 형태로 생성된 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 디지털몰드를 생성하는 방법을 적용하여 기구 제작시 시간과 비용을 줄일 수 있고, 디지털몰드를 3D 프린터를 이용하여 합성수지 소재로 인쇄하는 방법을 적용함으로써 정밀하고 깨끗한 몰드를 제작할 수 있어, 개인 치아골격에 맞는 제품을 디자인하기 용이한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작방법에 관한 것이다.

코골이는 수면 중 여러 원인으로 좁아진 인두 부위의 기도를 통과하는 호흡 기류의 기압 차이에 의해 이완된 연구개와 구개수(목젖), 주위 구조물들이 진동하여 생기는 호흡 잡음이다.

코골이에 의해 생기는 가장 큰 문제점은 수면 무호흡증인데, 수면 무호흡증이란 코를 계속 골다가 숨넘어가는 소리가 나면서 호흡이 멈추게 되고 잠시 후 숨을 크게 몰아 쉰 후 다시 호흡을 계속하는 경우를 말한다.

이런 상태가 지속되면 폐가 신선한 공기를 얻지 못하게 되므로 이를 감지한 뇌가 우리 몸을 깨우고 근육을 수축시켜 공기 통로를 다시 열어준다. 이 때 환자는 숨을 크게 한번 몰아 쉰 다음 호흡을 다시 시작하게 되는데, 이러한 일이 매일 밤 되풀이되면 낮동안 심한 졸림증과 피로감을 느끼게 되며, 종종 교통사고의 원인이 되기도 한다. 또한 장기간 이러한 이상이 계속될 경우 심장이나 폐에 대한 부담을 가중시키며, 고혈압, 심장마비, 발작과 같은 심각한 합병증을 일으킬 수 있다.

코골이와 수면무호흡증의 치료 방법은 크게 수술적인 방법과 비수술적인 방법으로 나눌 수 있다.

수술적 치료법은 비강과 인후부의 진찰 소견에서 발견된 기도 폐쇄 부위를 모두 넓혀주는 것이다. 현재까지 다양한 수술 방법들이 기도 폐쇄 원인 및 코골이와 수면 무호흡의 정도에 따라 적용되고 있는데 비강 수술, 인두부 수술, 기도의 재건을 목적으로 하는 악안면 수술, 기관절개술 등이 시행된다.

비수술적 치료법으로는 옆으로 잠을 자도록 하거나, 체중 감량, 금주, 금연 등을 통해 위험 인자를 줄이는 방법, 약물 치료, 구강내장치를 통해 혀가 목 뒤로 처지는 것을 방지하는 방법, 양압을 지속적으로 기도로 공급하여 인두부 연조직의 허탈을 방지하는 방법 등이 있다.

최근에는 효과가 좋고 착용이 간편하고 적응하기 쉬운 구강 삽입형 장치가 각광받고 있다. 구강 삽입형 기도 확장기는 아래턱을 전방으로 유도하면 기도가 확장 되는 원리를 이용하여 수면무호흡 치료를 한다. 경증은 물론 심한 경우에도 시술되어 좋은 치료 결과를 얻고 있다. 수술에 비해 부작용이 없고 양압기에 비하면 적응률이 매우 높으며 간편하기 때문에 보편적인 치료법으로 부각되고 있다.

그러나, 현재 구강 삽입형 기도 확장기를 제작하려면 번거로운 단계를 거쳐야한다. 복제모형 제작부터 장치 완성하여 세트 포장까지는 80여 공정을 거치게 되는데 100% 수공 작업이며 세심한 정성을 기울여야 하기 때문에 순수 제작 기간은 보통 7~10일 정도 소요되므로 생산성과 작업성이 떨어진다. 또, 석고로 만드는 몰드는 정밀하지가 않고 다듬는 작업공정이 많아 개인 골격에 맞는 기구를 제작하기에 어려움이 많다는 단점도 있다.

1. 대한민국 등록특허 제10-1176203호 2. 대한민국 공개특허 제10-2013-0029183

본 발명은 상술한 종래 구강 삽입형 기도 확장기 제작 방법 중에서 100% 수공 작업으로 진행함에 따라 생산성과 작업성이 떨어지는 문제점과, 석고로 만드는 몰드를 사용함으로써 개인 골격에 맞는 기구를 제작하기에 어려움이 많다는 문제점을 개선하고자 안출된 기술로서, 치아구조를 감싼 형태로 생성된 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 디지털몰드를 생성하는 방법을 적용함으로써 기구 제작시 시간과 비용을 줄여 생산성과 작업성을 높일 수 있고, 상기 디지털몰드를 3D 프린터를 이용하여 합성수지 소재로 인쇄하는 방법을 적용함으로써 정밀하고 깨끗한 몰드를 제작할 수 있어 개인 골격에 맞는 제품을 디자인하기 용이한 코골이 및 수면무호흡기 제작방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,

윗니에 고정되어 상악에 장착되는 상악장치와 아랫니에 고정되어 하악에 장착되는 하악장치와 상기 상악장치와 하악장치를 연결하는 연결부재를 포함하여 이루어지는 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 상기 상악장치와 하악장치를 제작하는 방법에 있어서,정상적인 치아구조와 하악을 전방으로 유도한 치아구조를 3D 영상으로 촬영하는 3D스캔단계와; 상기 3D스캔단계에서 획득한 기도의 확장 정도와 턱관절 변위의 변화를 비교하여 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 위치 데이터를 설정하는 데이터설정단계와; 상기 데이터설정단계에서 획득한 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 위치 데이터를 이용하여 치아구조를 감싼 형태로 디지털모형을 생성하는 양각모형생성단계와; 상기 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 디지털몰드를 생성하는 음각몰드생성단계와; 상기 디지털몰드를 3D 프린팅하여 합성수지 소재로 몰드를 제작하는 3D프린팅단계와; 상기 제작된 몰드를 이용해서 상악장치와 하악장치를 사출성형하는 사출성형단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D프린팅을 이용한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작방법을 제시한다.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 3D프린팅을 이용한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작방법은, 윗니에 고정되어 상악에 장착되는 상악장치와 아랫니에 고정되어 하악에 장착되는 하악장치와 상기 상악장치와 하악장치를 연결하는 연결부재를 포함하여 이루어지는 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 상기 상악장치와 하악장치를 제작하는 방법에 있어서, 치아구조를 감싼 형태로 생성된 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 디지털몰드를 생성하는 방법을 적용하여 기구 제작시 시간과 비용을 줄여 생산성과 작업성을 높이는 효과가 있고, 상기 디지털몰드를 3D 프린터를 이용하여 합성수지 소재로 인쇄하는 방법을 적용함으로써 정밀하고 깨끗한 몰드를 제작할 수 있는 효과 및 개인 골격에 맞는 제품을 디자인하기 용이한 효과를 얻을 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 제작방법의 공정도.
도2는 본 발명의 실시예에서 양각디지털모형을 개략적으로 나타내는 사시도.
도3은 본 발명의 실시예에서 음각디지털몰드를 개략적으로 나타내는 사시도.
도4는 본 발명의 실시예에서 3D프린팅을 이용한 코골이 및 수면무호흡 치료기구를 개략적으로 나타내는 사시도.

본 발명의 실시예에서 주된 요지는 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작공정에 치아구조를 감싼 형태로 생성된 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 디지털몰드를 생성하는 방법을 적용하여 기구 제작시 시간과 비용을 줄여 생산성과 작업성을 높일 뿐만 아니라, 상기 디지털몰드를 3D 프린터를 이용하여 합성수지 소재로 인쇄하는 방법을 적용함으로써 정밀하고 깨끗한 몰드를 제작할 수 있어 개인 골격에 맞는 제품을 디자인하기 용이하다는 장점을 얻는 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 3D프린팅을 이용한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작방법의 주요 공정을 살펴보면, 윗니에 고정되어 상악에 장착되는 상악장치(a)와 아랫니에 고정되어 하악에 장착되는 하악장치(b)와 상기 상악장치(a)와 하악장치(b)를 연결하는 연결부재(c)를 포함하여 이루어지는 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 상기 상악장치(a)와 하악장치(b)를 제작하는 방법에 있어서, 정상적인 치아구조와 하악을 전방으로 유도한 치아구조를 3D 영상으로 촬영하는 3D스캔단계(S1)와; 상기 3D스캔단계(S1)에서 획득한 기도의 확장 정도와 턱관절 변위의 변화를 비교하여 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 위치 데이터를 설정하는 데이터설정단계(S2)와; 상기 데이터설정단계(S2)에서 획득한 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 위치 데이터를 이용하여 치아구조를 감싼 형태로 디지털모형(10)을 생성하는 양각모형생성단계(S3)와; 상기 디지털모형(10) 형상의 캐버티면을 가지는 디지털몰드(20)를 생성하는 음각몰드생성단계(S4)와; 상기 디지털몰드(20)를 3D 프린팅하여 합성수지 소재로 몰드를 제작하는 3D프린팅단계(S5)와; 상기 제작된 몰드를 이용해서 상악장치(a)와 하악장치(b)를 사출성형하는 사출성형단계(S6);로 구현된다.

통상적으로 사용되는 코골이 및 수면무호흡 치료기구는 크게 윗니에 고정되어 상악에 장착되는 상악장치(a)와 아랫니에 고정되어 하악에 장착되는 하악장치(b)와 상기 상악장치(a)와 하악장치(b)를 연결하는 연결부재(c)로 구성된다.

본 발명에서는 상기 상악장치(a)와 하악장치(b)의 제작방법을 제시한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 제작방법의 공정도이다.

다음으로 본 발명의 실시예에 따른 3D프린팅을 이용한 코골이 및 수면 무호흡 치료기구 제작방법의 주요 공정을 보다 자세히 설명하기로 한다.

1) 3D스캔단계(S1): 아래턱을 전방으로 유도하면 기도가 확장되는 원리를 이용하여 코골이 및 수면 무호흡 치료를 하기 때문에 3D CT 촬영시 정상적인 치아구조와 아래턱을 전방으로 유도했을 때의 치아구조를 비교하여 촬영한다.

2) 데이터설정단계(S2): 3D스캔단계(S1)에서 기도의 확장 정도와 턱관절 변위의 변화를 비교하여 사용자의 치아구조에 맞는 코골이 및 수면 무호흡 치료기구의 적절한 위치를 설정한다.

도2는 상기 데이터설정단계(S2)에서 획득한 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 위치 데이터를 이용하여 생성한 디지털모형(10)을 개략적으로 나타내는 사시도이다.

3) 양각모형생성단계(S3) : 데이터설정단계(S2)에서 획득한 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 위치 데이터를 이용하여 치아구조를 감싼 형태로 디지털모형(10)을 생성하는데 상기 디지털모형(10)은 1.5~2.5mm의 두께로 치아와 잇몸의 경계선까지만 치아를 앞뒤로 감싸는 형태로 생성되며, 상기 상악장치(a)의 형상을 가진 제1 디지털모형과 상기 하악장치(b)의 형상을 가진 제2 디지털모형으로 구성된다. 치료기구의 모형을 디지털모형으로 제작하는 공정을 도입함으로써 왁스로 틀을 만들던 기존의 공정에 비해 제작 시간과 비용을 줄여 생산성과 작업성을 높일 수 있다.

도3은 상기 양각모형생성단계(S3)에서 생성된 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 디지털몰드(20)를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

4) 음각몰드생성단계(S4) : 양각모형생성단계(S3)에서 생성된 상악장치(a)와 하악장치(b)의 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 디지털몰드를 생성하는데, 상기 디지털몰드는 상기 제1 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 제1 디지털몰드와 상기 제1 디지털몰드와 짝을 이루며 상기 제2 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 제2 디지털몰드로 구성된다.

5) 3D프린팅단계(S5) : 상기 디지털몰드(20)를 3D 프린팅하여 합성수지 소재로 몰드를 제작한다. 3D 프린터는 디지털화된 3차원 제품 디자인을 2차원 단면으로 연속적으로 재구성하여 한층씩 인쇄하면서 적층하는 방식이다. 따라서, 석고를 재료로 하여 만들던 기존의 몰드에 비해 정밀하고 깨끗한 몰드를 제작할 수 있어 개인 골격에 맞는 제품을 디자인하기 용이하다.

6) 사출성형단계(S6) : 상기 제작된 몰드를 이용해서 상악장치(a)와 하악장치(b)를 사출성형하는 단계로, 상기 상악장치(a)와 상기 하악장치(b)를 사출성형하기 위해서 탄성이 좋은 바이오 나이론계 레진을 재료로 사용한다.

상기 본 발명에서 제작된 상악장치(a)와 하악장치(b)는 연결부재(c)로 연결된다.

상기 상악장치(a)의 전방에는 상기 연결부재(c)의 중간부가 회전 및 좌우 이동이 가능하도록 설치되고, 상기 상악장치(a)의 전치부와 구치부의 중간부분에 설치된 회전고리(c1)에 의해 연결부재(c)가 지지된다.

그리고, 상기 하악장치(b)의 양단부에는 각각 연결부재(c)의 끼움구멍에 탄력적으로 삽입되는 끼움돌기(c2)가 구비된다.

연결부재(c)는 탄성이 좋은 바이오 나일론계 레진을 이용하여 사출성형을 하여 완성된다.

상기 연결부재(c)의 규격은 기본길이를 5로 하고 1mm씩 점차 늘여서 사용자가 용이하게 고를 수 있도록 해서 사용자가 한번 착용하면 오랫동안 이물감이나 냄새없이 장기간 사용할 수 있다.

상기 연결부재(c)는 크기별로 보관이 용이한 양쪽 거치대를 구비해서 위생적이고 편안하게 사용할 수 있다.

도4는 상악장치(a)와 하악장치(b)와 연결부재(c)가 결합된 코골이 및 수면무호흡 치료기구를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도4와 같이 상기 상악장치(a)와 하악장치(b)와 연결부재(c)가 결합되어, 상기 연결부재(c)에 의해 상기 하악장치(b)가 전방으로 이동된 상태, 즉 전방으로 견인된 상태로 위치하여 코골이 및 수면무호흡증을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

a:상악장치 b:하악장치
c:연결부재 c1:회전고리
c2:끼움돌기 10:디지털모형
20:디지털몰드

Claims

윗니에 고정되어 상악에 장착되는 상악장치(a)와 아랫니에 고정되어 하악에 장착되는 하악장치(b)와 상기 상악장치와 하악장치를 연결하는 연결부재(c)를 포함하여 이루어지는 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 상기 상악장치와 하악장치를 제작하는 방법에 있어서,
정상적인 치아구조와 하악을 전방으로 유도한 치아구조를 3D 영상으로 촬영하는 3D스캔단계(S1)와;
상기 3D스캔단계(S1)에서 획득한 기도의 확장 정도와 턱관절 변위의 변화를 비교하여 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 위치 데이터를 설정하는 데이터설정단계(S2)와;
상기 데이터설정단계(S2)에서 획득한 코골이 및 수면무호흡 치료기구의 위치 데이터를 이용하여 치아구조를 감싼 형태로 디지털모형(10)을 생성하는 양각모형생성단계(S3)와;
상기 디지털모형(10) 형상의 캐버티면을 가지는 디지털몰드(20)를 생성하는 음각몰드생성단계(S4)와;
상기 디지털몰드(20)를 3D 프린팅하여 합성수지 소재로 몰드를 제작하는 3D프린팅단계(S5)와;
상기 제작된 몰드를 이용해서 상악장치(a)와 하악장치(b)를 사출성형하는 사출성형단계(S6);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 3D프린팅을 이용한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작방법.
제1 항에 있어서,
양각모형생성단계(S3)의 디지털모형(10)은
1.5~2.5mm의 두께로 치아와 잇몸의 경계선까지만 치아를 앞뒤로 감싸는 형태로 생성되며, 상기 상악장치(a)의 형상을 가진 제1 디지털모형과 상기 하악장치(b)의 형상을 가진 제2 디지털모형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 3D프린팅을 이용한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작방법.
제2 항에 있어서,
음각몰드생성단계(S4)의 디지털 몰드(20)는
제1 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 제1 디지털몰드와 상기 제1 디지털몰드와 짝을 이루며 제2 디지털모형 형상의 캐버티면을 가지는 제2 디지털몰드로 구성된 것을 특징으로 하는 3D프린팅을 이용한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작방법.
제1 항에 있어서,
사출성형단계(S6)의 상악장치(a)와 하악장치(b)를 사출성형하기 위해 이용되는 재료는 바이오 나이론계 레진인 것을 특징으로 하는 3D프린팅을 이용한 코골이 및 수면 무호흡 치료 기구 제작방법.