KR101563430B1

KR101563430B1 - 치아근관 세척장치

Info

Publication number: KR101563430B1
Application number: KR1020140088346A
Authority: KR
Inventors: 이인환; 성길환; 백승기; 성재용
Original assignee: 비엔엘바이오테크 주식회사
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2014-07-14
Publication date: 2015-10-26

Abstract

본 발명은 치아근관 세척장치를 개시한다. 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치는, 근관을 세정할 수 있는 세정액이 배출되는 치과용 팁; 단부에 상기 치과용 팁이 결합되고, 내부에 상기 치과용 팁에 세정액을 전달하는 유로가 형성되며, 초음파 진동을 발생시키는 핸드피스부; 및 상기 핸드피스부에 세정액을 공급하는 본체부를 포함하고, 상기 핸드피스부는, 상기 유로에 구비되고, 세정액 내에 나노스케일의 기포를 생성하는 생성부; 상기 생성부와 연결되어 상기 생성부로부터 유입되는 기포를 포함하는 세정액을 유동시켜 상기 치과용 팁에 전달하는 노즐부; 및 상기 노즐부에 설치되며, 초음파 진동을 발생시켜, 기포가 분산된 상태를 유지하도록 기포를 포함하는 유체에 초음파를 가하고, 상기 치과용 팁에 초음파 진동을 전달하는 초음파부를 포함할 수 있다.

Description

치아근관 세척장치{APPARATUS FOR CLEANING ROOT CANAL OF TOOTH}

본 발명은 치아근관 세척장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나노 스케일의 기포를 분사할 수 있는 나노기포 발생유닛이 핸드피스부의 내부에 수용되는 치아근관 세척장치에 관한 것이다.

치아 내부에 치수가 충치의 세균에 의해 감염되거나 유해한 자극에 의해 염증을 일으킨 경우 치아 근관 내에 오염된 조직 및 치수를 온전히 제거하고 세척 후 그 자리를 특수한 재료의 충전재를 채워 넣어 세균들이 치아 근관으로 침입하는 것을 막아 자생적으로 치아가 건강하게 치유되도록 하는 방법을 신경치료라 한다.

이러한 치과의 신경치료 기술은 최근에 매우 중요하게 다루어지고 있으며, 근관 내부 이물질의 완전한 제거가 치료의 성공에 있어 필수적이다. 특히, 치근 근체의 근관 내부는 크기가 마이크로 단위로 작을 뿐만 아니라 잇몸의 조직세포와 닿아 있어 이물질의 제거가 매우 어려운 것으로 여겨진다.

이러한 근관 내부의 이물질을 세척하는 기구들은 여러 가지가 있으며, 방식에 따라, 주사바늘세정(syringe-needle irrigation), 수동세정(manual dynamic irrigation), 칫솔(brush), 음파세정(sonic irrigation), 초음파세정(ultrasonic irrigation), 레이저세정(laser-activated irrigation) 등으로 나뉜다. 이 중 마이크로 근관 내부까지 세척할 수 있는 최신 기술은 초음파세정(ultrasonic irrigation)이 가장 선호된다.

초음파세정(ultrasonic irrigation)은 휘어질 수 있는 매우 가느다란 바늘(needle)을 통해 치아염소산나트륨(NaOCl) 세정액을 근관 내부로 주입하면서 초음파로 음향류(acousic streaming)와 기포를 만들어 세정효과를 높이도록 설계되어 있다.

그러나 현재 사용되는 기구에서 발생되는 기포의 크기는 100 마이크로미터 내지 1 밀리미터로 상당히 큰 편이어서 세정효과가 떨어진다.

영-라플라스(Young-Laplace) 방정식에 따르면 기포 내 압력은 기포 크기에 반비례하므로 기포가 작을수록 기포의 폭발 압력이 커서 벽에 달라붙어 있는 마이크로 이물질의 제거가 용이하다. 따라서 완전한 이물질의 제거를 위해서는 1 마이크로미터 이하의 나노기포를 생성하는 기술이 필요하다.

한편, 지금까지 마이크로나 나노크기의 기포를 생성하는 장치가 개발되어 왔으며, 가장 널리 사용되는 장치는 감압 또는 난류 와류에 의한 기포 발생장치이다.

이러한 감압장치에 의한 기포 발생은 304kPa~405kPa의 고압에서 과포화 상태의 액체를 감압하는 과정에서 기포가 형성되도록 하는 것을 말하며, 난류 와류에 의한 기포 발생기술은 고속으로 선회하는 와류 유동에 의해 유체 내 압력이 포화증기압 이하로 떨어지도록 하여 기포를 형성하는 것이다.

그러나 이러한 기존의 기술들은 하수처리장이나 수조 등 대용량의 기포를 생성하고 용존 산소량을 높이기 위해 주로 사용되기 때문에, 장치의 크기가 상대적으로 커서 치과용 의료기기에 직접적으로 적용하기는 어렵다.

또한, 치과용 스케일러는 치아 표면에 부착된 치석을 제거하는 치과 도구로서, 수동 금속 스케일러와, 초음파 스케일러 등을 포함한다.

이 중 초음파 스케일러는, 물이나 공기 등의 유체를 함께 분사하면서 스케일러 팁에 초음파 진동을 일으켜서 치아와 치아주변의 치석 등의 이물질을 제거할 수 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 유체 내에 나노 스케일의 기포를 생성하는 생성부와 유체에 초음파를 가하는 초음파부를 이용하여, 나노스케일의 기포를 분사할 수 있는 치아근관 세척장치를 제공하고자 한다.

또한, 나노기포 발생유닛이 치아근관 세척장치의 핸드피스에 설치되는 치아근관 세척장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치는, 단부에 상기 치과용 팁이 결합되고, 내부에 상기 치과용 팁에 유체를 전달하는 유로가 형성되는 핸드피스부; 및 상기 핸드피스부에 유체을 공급하는 본체부를 포함하고, 상기 핸드피스부는, 상기 유로에 구비되고, 유체 내에 나노스케일의 기포를 생성하는 생성부; 상기 생성부와 연결되어 상기 생성부로부터 유입되는 기포를 포함하는 세정액을 유동시켜 상기 치과용 팁에 전달하는 노즐부;상기 노즐부에 설치되며, 초음파 진동을 발생시켜, 기포가 분산된 상태를 유지하도록 기포를 포함하는 유체에 초음파를 가하는 초음파부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 생성부는 다공성 물질인 것을 수 있다.

또한, 상기 노즐부는, 상기 생성부와 연결되며 상기 생성부로부터 유입되는 기포를 포함하는 유체가 가속되도록 유체의 유동방향을 따라 단면적이 감소하는 수렴부; 및 상기 수렴부에서 연장되며 상기 수렴부로부터 유입되는 기포를 포함하는 유체가 감속되도록 유동방향을 따라 단면적이 증가하는 확산부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 초음파부는, 전압이 인가되면 진동하여 초음파를 발생시키는 압전소자; 및 상기 압전소자에 전압을 인가하는 전원을 포함할 수 있다.

또한, 상기 초음파부는 상기 치과용 팁에 진동을 전달할 수 있다.

본 발명에 의한 치아근관 세척장치는 유체 내에 나노스케일의 기포를 생성하는 생성부와 기포를 포함하는 유체를 유동시켜 단부에서 분사하는 노즐부와 유체에 초음파를 가하는 초음파부를 이용하여, 나노스케일의 기포를 분사할 수 있다.

또한, 다공성 물질의 생성부를 이용하여 유체 내에 나노스케일의 기포를 생성할 수 있다.

또한, 기포를 포함하는 유체가 유동방향을 따라 가속되도록 유체의 유동방향을 따라 감소하는 수렴부와 기포를 포함하는 유체가 감속되도록 유체의 유동방향을 따라 단면적이 증가하는 확산부를 이용하여 기포를 안정적으로 분사할 수 있다.

또한, 압전소자와 전원을 이용하여 초음파를 가함으로써 기포가 분산된 상태를 유지하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치의 핸드피스부의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치의 핸드피스부의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치에 수용되는 나노기포 발생유닛의 단면도이다.
도 5(a)는 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치의 생성부를 통과한 유체에 기포가 발생되는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5(b)는 도 5(a)에서 발생되는 기포가 치아근관 세척장치의 노즐부의 수렴부를 통과하며 단면적이 감소하는 유동 방향으로 유체가 가속되는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5(c)는 도 5(b)에서 가속된 유체가 노즐부의 수렴부를 지나 확산부를 통과하며 단면적이 증가하는 유동 방향으로 감속되는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 치아근관 세척장치의 사시도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 그와 같은 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 사상은 실시예를 이루는 구성요소의 부가, 변경 및 삭제 등에 의해서 다르게 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 발명의 사상에 포함되는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치의 핸드피스부의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치의 핸드피스부의 분해사시도이다.

도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치(1)는 핸드피스부(10)와, 치과용 팁(15)과, 본체부(20)와, 와이어(30)를 포함할 수 있다.

핸드피스부(10)는 치과의사 또는 치위생사가 근관세척이나 치석제거를 하기 위해 파지하는 부분으로서, 전체적으로 길게 연장되는 원통 형상으로 형성될 수 있고, 치과의사 또는 치위생사가 파지하기 용이하도록 측면이 부드러운 곡면으로 형성될 수 있다.

핸드피스부(10)의 내부에는 근관세척이나 치석제거 작업시 분사되는 세정액 등의 유체를 공급하기 위한 유체통로(16)가 구비되어 있다. 유체통로(16)는 핸드피스부(10)의 길이 방향으로 길게 연장되고, 치과용 팁(15)과 연결되어 치과용 팁(15)으로 유체를 전달할 수 있다. 유체통로(16)는 공급받은 유체를 초음파 팁(15)까지 전달할 수 있도록 직선형태로 형성될 수 있다.

핸드피스부(10)에는 치과용 팁(15)을 진동시키기 위한 진동부(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 진동부는 치과용 팁(15)에 연결될 수 있다. 상기 진동부는 핸드피스부(10) 내부에서 초음파 진동을 발생시킬 수 있고, 이러한 초음파 진동을 치과용 팁(15)에 전달할 수 있다.

이와 다르게, 핸드피스부(10)에 상기 진동부가 구비되지 않고, 후술할 초음파부(14)가 치과용 팁(15)과 연결되어 초음파 진동을 치과용 팁(15)에 전달할 수 있다.

핸드피스부(10)에는 유체통로(16)를 흐르는 유체에 나노스케일의 기포를 생성하고, 생성된 기포가 유체 내에서 분산된 상태를 유지하도록 하는 나노기포 발생유닛을 포함하고 있으며, 이에 대한 설명은 후술하도록 한다.

치과용 팁(15)은 선단으로 갈수록 폭이 좁아지는 대략 긴 원뿔형으로 형성되어 있고, 그 내부에는 유체가 흐를 수 있는 중공부가 형성될 수 있다. 치과용 팁(15)은 작업의 용이성을 위해 대략 'ㄱ'자로 꺽인 형상으로 형성될 수 있고, 치과용 팁(15)의 단부에는 유체가 배출될 수 있는 배출홀(미도시)이 형성될 수 있다. 치과용 팁(15)은 핸드피스부(10)의 단부에 착탈 가능하게 결합될 수 있고, 이와 같이 치과용 팁(15)이 핸드피스부(10)에 착탈 가능하게 결합됨에 따라 치과용 팁(15)은 교환되거나 소독 후 다시 사용될 수 있다.

본체부(20)는 펌프를 통하여 세정액 등의 유체를 핸드피스부(10)에 공급할 수 있다. 또한, 본체부(20)는 상기 진동부 및 후술할 초음파부에서 발생되는 초음파 진동을 제어할 수 있는 초음파 신호를 발생하여 핸드피스부(10)에 전달할 수 있다.

본체부(20)의 형상은 어떠한 형상이라도 사용될 수 있으며, 도 1에 도시된 것과 같이 휴대 및 이동이 가능한 포터블 타입으로 제작될 수도 있고, 도 6에 도시된 것과 같이 유닛체어에 구비되어 사용될 수도 있다.

와이어(30)는 핸드피스부(10)와 본체부(20)를 연결하고, 세정액 등의 유체를 본체부(20)에서 핸드피스부(10)로 전달하는 통로를 제공할 수 있다. 또한, 와이어(30)는 본체부(20)에서 핸드피스부(10)로 초음파 신호 또는 전기에너지 등을 전달할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치에 수용되는 나노기포 발생유닛의 단면도이고, 도 5(a)는 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치의 생성부를 통과한 유체에 기포가 발생되는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이며, 도 5(b)는 도 5(a)에서 발생되는 기포가 치아근관 세척장치의 노즐부의 수렴부를 통과하며 단면적이 감소하는 유동 방향으로 유체가 가속되는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 5(c)는 도 5(b)에서 가속된 유체가 노즐부의 수렴부를 지나 확산부를 통과하며 단면적이 증가하는 유동 방향으로 감속되는 모습을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 4 내지 도 5(c)를 참조하면, 핸드피스부(10)는 내부의 유체통로(16)를 흐르는 유체에 나노스케일의 기포를 생성하고, 생성된 기포가 유체 내에서 분산된 상태를 유지하도록 하는 나노기포 발생유닛을 포함할 수 있다. 상기 나노기포 발생유닛은 공급부(11)와, 생성부(12)와, 노즐부(13)와, 초음파부(14)를 포함할 수 있다.

공급부(11)는 유체를 생성부(12)로 공급할 수 있다. 이 때, 유체는 일반적으로 치아 세정용으로 사용되는 치아염소산나트륨(NaOCl) 세정액이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 종류의 유체가 공급될 수 있다. 또한, 공급부(11)는 생성부(12)에서 유체에 기포를 생성하도록 포화상태의 가압된 유체를 공급할 수 있다. 유체를 포화상태로 만드는 별도의 과정을 거쳐야 하며, 공급부(11)는 이러한 과정을 통해 만들어진 포화상태의 유체를 펌프 등을 이용하여 가압할 수 있고, 생성부(12)로 공급할 수 있다.

공급부(11)는 유체가 흐를 수 있도록 내부에 빈 공간이 형성되는 튜브 형태로 형성될 수 있고, 플렉서블한 재질로 형성될 수 있다. 일례로, 공급부(11)는 메탈 재질의 플렉서블 호스(flexible hose)로 형성될 수 있다. 공급부(11)는 와이어(30)와 연결될 수 있고, 와이어(30)로부터 본체부(20)에서 공급되는 세정액 등의 유체를 공급받을 수 있다.

생성부(12)는 핸드피스부(10)의 내부에 구비되는 유체통로(16)를 따라 형성될 수 있고, 공급부(11)와 연결되어 공급부(11)로부터 공급받은 유체에 기포를 발생시킬 수 있다.

또한, 생성부(12)는 0.5~1.2mm 정도의 아주 얇은 막으로 형성되는 멤브레인 형태의 외형과 실린더 형태의 구멍을 가지는 다공성 물질로 구비될 수 있다.

생성부(12)는 알루미늄 또는 실리콘 재질이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 나노스케일의 기포 생성을 위해서 다공성 물질의 구멍의 크기는 1나노미터 내지 5마이크로미터 정도인 것이 바람직하다.

상기 다공성 물질은 전기화학적 양극산화(electrochemiacal anodization) 방법에 의해 제작될 수 있다. 전기화학적 양극산화(electrochemiacal anodization) 방법은 전원공급장치, 전기화학적 셀, 전압(전류)조절장치를 이용하여 상기 다공성 물질을 제작하는 방법이며, 비교적 간단한 구성으로 제작하는 방법임에도 불구하고 구멍의 크기가 높은 반복 재현성으로 제어되기 때문에 상기 다공성 물질의 제조에 매우 유용할 수 있다.

공급부(11)에서 생성부(12)로 공급되는 포화상태의 가압된 유체는 생성부(12)를 통과하게 되면, 베르누이 방정식에 의해 유체의 속도는 빨라지고 압력은 급격하게 떨어지게 된다. 압력이 포화증기압까지 떨어지게 되면 유체 내에 녹아있던 기체가 모아지면서 기포를 형성하게 되며, 상기 다공성 물질의 구멍의 크기가 나노스케일이므로 생성되는 기포의 크기도 나노스케일이 될 수 있다. 따라서, 생성부(12)는 유체 내에 나노스케일의 기포를 생성하는 역할을 할 수 있다.

노즐부(13)는 핸드피스부(10)의 내부에 구비될 수 있다. 노즐부(13)는 핸드피스부(10)의 내부에서 생성부(12)의 일 측에 연결될 수 있고, 생성부(12)로부터 유입되는 기포를 포함하는 유체를 유동시켜 단부에서 분사시킬 수 있다. 분사된 유체는 핸드피스부(10)의 내부에 형성되는 상기 관로를 따라 이동할 수 있고, 핸드피스부(10)의 단부에 결합되는 치과용 팁으로 전달할 수 있다.

노즐부(13)는 유체가 이동하는 방향으로 단면적이 점차 감소하는 수렴부(131)와 유체가 이동하는 방향으로 단면적이 커지는 확산부(132)를 포함할 수 있다. 수렴부(131)는 유체가 이동하는 방향으로 단면적이 점차 작아지면서 압력이 높아질 수 있고, 생성부(12)에서 유입되는 기포를 포함하는 유체가 이동하면서 가속될 수 있다. 또한, 확산부(132)는 유체가 이동하는 방향으로 단면적이 점차 증가하면서 압력이 낮아질 수 있고, 수렴부(131)를 통과하면서 유입된 기포를 포함하는 유체가 이동하면서 감속될 수 있다.

노즐부(13)의 수렴부(131)는 확산부(132)의 길이보다 더 길게 형성될 수 있고, 수렴부(131)와 확산부(132)의 경계에 형성되는 공간의 지름은 노즐부(13)에서 가장 작은 직경으로 형성될 수 있다.

초음파부(14)는 압전소자(141)와 전원(142)을 포함할 수 있고, 전원(142)은 압전소자(141)에 전압을 인가하며, 전압을 인가받은 압전소자(141)는 노즐부(13)의 수렴부(131)를 감싸는 형태로 설치되어 기포가 분산된 상태를 유지할 수 있도록 수렴부(131) 내부의 기포를 포함하는 유체에 초음파를 가할 수 있다. 이 때, 압전소자(141)는 핸드피스부(10)의 중단에 위치할 수 있고, 도넛 형상으로 형성되어 노즐부(13)의 일부를 감싸는 형태로 구비되어 초음파 진동에너지를 구동시키는 구조로 이루어질 수 있다.

즉, 초음파부(14)는 압전소자(141)에 전압이 인가되어 발생하는 초음파 진동에너지를 유체 내부에 포함된 기포에 가진시켜 줌으로써 더 작은 기포로 축소시킬 수 있다.

압전소자(141)에 의한 압전 현상은, 압전소자(141)의 결정의 비대칭성에 의해 생긴 영구 쌍극자(Permanent Dipole)을 매개로한 에너지의 변환(기계적 에너지와 전기적 에너지의 변환)을 말할 수 있다. 즉, 압전소자(141)에 기계적인 에너지를 가하면 전기적인 에너지가 발생하고, 반대로 압전소자(141)에 전기적인 에너지를 가하면 기계적인 에너지가 발생하는 현상이다. 또한 압전소자(141)의 결정판에 고유의 진동이 있고, 탄성진동과 전기적 진동이 일치하면 압전기와 결합되어 더욱 강한 진동이 발생될 수 있다.

압전소자(141)는 일반적으로 초음파 진동자에 사용되는 다결정 소재인 지르콘산 티탄산납(PZT, lead zirconate titante)계, 지르콘산 티탄산납 복합 페로브스 카이트(PZT-Complex Perovskite)계, 티탄산바륨(BaTiO3), 인산이수소암모늄(NH4H2PO4), 타타르산에틸렌다이아민 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않으며 다양한 소재가 사용될 수 있다.

압전소자(141)와 전원(142)을 이용하여, 압전소자(141)에 전압(전기적 에너지)을 인가하여 압전소자(141)가 진동(기계적 에너지)함으로써 초음파가 발생할 수 있다.

위와 같은 피에조(Piezo) 방식 이외에도 금속이 자화할 때 찌그러지는 현상을 이용한 자기변형발진방식 등을 이용하여 초음파를 생성할 수 있다. 상기 자기변형발진방식을 통해 얻을 수 있는 초음파는 최대 200억 Hz 범위까지 이를 수 있다.

따라서, 초음파부(14)에 의해 유체 내의 기포가 병합되지 않으며 분산될 수 있는 효과가 있다.

초음파부(14)는 유체 내에 기포를 가진시켜 줌으로써 더 작은 기포로 축소시키는 역할을 하면서, 치과용 팁(15)과 연결되어 치과용 팁(15)에 진동에너지를 전달할 수도 있다. 다시 말해, 초음파부(14)가 상기 진동부의 역할까지 할 수 있으며, 이러한 경우에는 진동부가 별도로 구비되지 않을 수 있다.

노즐부(13)는 유체의 유동방향을 따라 수렴부(131)와, 확산부(132)로 나뉘어 형성될 수 있다.

수렴부(131)는 유체가 가속되도록 유체의 유동방향을 따라 단면적이 감소하는 형태로 형성될 수 있고, 확산부(132)는 유체가 감속되도록 유체의 유동방향을 따라 단면적이 증가하는 형태로 형성될 수 있다.

수렴부(131)는 생성부(12)와 연결될 수 있고, 생성부(12)를 통과한 기포를 포함하는 유체가 이동하는 공간을 제공할 수 있다. 또한, 생성부(12)를 통과한 유체 내의 기포가 병합되는 것을 방지하기 위해 유체가 가속될 수 있도록 유체의 유동방향으로 단면적이 증가하는 유로를 형성할 수 있다.

확산부(132)는 수렴부(131)에서 연장되어 형성될 수 있고, 수렴부(131)를 통과한 기포를 포함하는 유체가 이동하여 단부에서 유체가 분사되는 공간을 제공할 수 있다. 또한, 수렴부(131)를 통과한 유체 내의 기포를 안정화시키기 위해 유체가 감속되도록 유체의 유동방향으로 단면적이 감소하는 유로를 형성할 수 있다.

따라서, 노즐부(13)의 수렴부(131)와 확산부(132)에 의하여, 유체 내의 기포가 병합되지 않고 안정적으로 분사될 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치(1)에 포함되는 생성부(12)와 노즐부(13)와 초음파부(14)에 의해 안정적으로 나노기포를 생성할 수 있고, 치아 근관에 나노 기포를 분사하는 것이 가능하다.

도 5(a), 도 5(b) 및 도 5(c)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 치아근관 세척장치의 나노기포 발생유닛을 이용한 나노기포 발생의 과정을 개략적으로 알 수 있다.

도 5(a)에 도시된 바와 같이, 공급부(11)로부터 공급된 포화상태의 가압된 유체가 생성부(12)를 통과할 수 있다. 이러한 유체가 생성부(12)를 통과하는 과정에서, 베르누이 방정식에 의해 유체의 속도는 빨라지고 압력이 급격하게 떨어지게 되며, 압력이 포화증기압까지 떨어지면 유체에 녹아있던 기체가 모이면서 기포를 형성하는 케비테이션(cavitation)현상이 발생한다. 상기 케비테이션(cavitation) 현상에 의해 생성되는 기포는 생성부(12)의 구멍의 크기가 나노스케일이므로 나노스케일의 크기를 가질 수 있다.

케비테이션(cavitation) 현상은 액체 중에 가해지는 감압력, 즉 파동에너지에 의해 공동을 발생하는 현상으로 무수한 기포가 발생될 수 있다. 이 경우, 공동(cavity)이 소멸될 때 상당이 커다란 압력이 발생될 수 있다. 이렇게 생성된 기포는 매우 불안정하기 때문에, 기포나 생성부(12)를 통과하여 수렴부(131)로 나오면 기포들 간의 병합으로 크기가 커지거나, 압력 상승으로 인해 소멸될 가능성이 커질 수 있다.

도 5(b)에 도시된 바와 같이, 유체는 수렴부(131)를 지나게 되는데, 수렴부(131)를 감싸는 형태로 설치되는 압전소자(141)가 전원(142)에 의해 전압이 인가되면서 유체에 초음파를 가하여 기포들이 병합되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 수렴부(131)는 유체가 이동하는 방향을 따라서 단며적이 작아지는 형상이기 때문에, 유체가 수렴부(131)를 지나면서 압력이 낮아지게 되므로 기포가 병합되거나 소멸되지 않고 확산부(132)에 도달할 수 있다.

도 5(c)에 도시된 바와 같이, 유체는 확산부(132)에 도달할 수 있고, 확산부(132)는 유체가 이동하는 방향을 따라서 단면적이 커지는 형상이기 때문에, 유체가 확산부(132)를 지나면서 압력이 서서히 높아져 분산된 기포가 더욱 작아지며 안정화될 수 있다. 이렇게 안정적으로 생성된 나노기포는 유체와 함께 노즐부(13)의 단부에서 분사될 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 치아근관 세척장치(1)의 전체적인 작동에 의하여 나노기포가 안정적으로 생성되어 분사될 수 있다.

먼저, 공급부(11)에서 포화상태의 가압된 유체가 생성부(12)로 공급될 수 있고, 공급된 유체가 생성부(12)를 통과하여 유체 내에 기포가 발생될 수 있다.

그 다음에, 기포를 포함하는 유체가 수렴부(131)를 지나면서 가속됨과 동시에 압력이 낮아져 기포가 병합되는 것을 방지할 수 있다.

이와 동시에 수렴부(131)에 설치되는 초음파부(14)에서 유체에 초음파를 가하여 기포를 분산시킴으로써 기포가 병합되는 것을 방지할 수 있고, 수렴부(131)를 통과한 유체는 확산부(132)를 지나면서 감속됨과 동시에 압력이 높아져 기포가 안정적으로 확산부(132)의 단부를 통해 핸드피스부(10)의 내부에 구비되는 상기 관로를 통하여 핸드피스부(10)의 단부에 설치되는 상기 초음파 팁으로 전달될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 치아근관 세척장치에 의하면, 유체 내에 나노스케일의 기포를 생성하는 생성부(12)와, 기포를 포함하는 유체를 유동시켜 단부에서 분사하는 노즐부(13)와, 유체에 초음파 진동에너지를 가하는 초음파부(14)를 이용하여 핸드피스부(10)의 단부에 결합되는 상기 초음파 팁으로 유체를 전달할 수 있고, 형성된 나노스케일의 기포를 분사할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 치아근관 세척장치의 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 치아근관 세척장치(2)는 핸드피스부(10), 와이어(30), 유닛체어(50)를 포함할 수 있다.

유닛체어(50)는 환자가 눕거나 앉을 수 있는 체어부(51)와, 환자의 구강 내부에 빛을 조사할 수 있는 조명부(52)와, X선 촬영 사진 등의 환자의 상태를 표시하는 디스플레이부(53)와, 환자가 치료 후에 구강 내부 등을 헹굴 수 있는 세면대(54)를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 치아근관 세척장치(1)는 휴대 및 이동이 가능한 포터블 타입이지만, 본 실시예에 의한 치아근관 세척장치(2)는 이동할 수 없고, 치과 병원 등에 설치되어 사용되는 점에서 도 1에 도시된 실시예에 의한 치아근관 세척장치(1)와 차이가 있을 뿐이고, 핸드피스부(10)에 세정액 등의 유체가 흐를 수 있는 유체통로(16)가 구비되고, 유체통로(16)를 흐르는 유체 내에 나노스케일의 기포를 생성하고, 기포가 분산된 상태를 유지하도록 초음파를 가하는 구성은 도 1에 도시된 실시예에 의한 치아근관 세척장치(1)와 동일하므로, 이에 대한 설명을 원용하기로 한다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

1: 치아근관 세척장치 11: 공급부
12: 생성부 13: 노즐부
131: 수렴부 132: 확산부
14: 초음파부 141: 압전소자
142: 전원 10: 핸드피스부

Claims

근관을 세정할 수 있는 세정액이 배출되는 치과용 팁;
단부에 상기 치과용 팁이 결합되고, 내부에 상기 치과용 팁에 유체를 전달하는 유로가 형성되는 핸드피스부; 및
상기 핸드피스부에 유체을 공급하는 본체부;
를 포함하고,
상기 핸드피스부는,
상기 유로에 구비되고, 유체 내에 나노스케일의 기포를 생성하는 생성부;
상기 생성부와 연결되어 상기 생성부로부터 유입되는 기포를 포함하는 세정액을 유동시켜 상기 치과용 팁에 전달하는 노즐부;
상기 노즐부에 설치되며, 초음파 진동을 발생시켜, 기포가 분산된 상태를 유지하도록 기포를 포함하는 유체에 초음파를 가하는 초음파부;
를 포함하는 치아근관 세척장치.
제1항에 있어서,
상기 생성부는 다공성 물질인 것을 특징으로 하는 치아근관 세척장치.
제1항에 있어서,
상기 노즐부는,
상기 생성부와 연결되며 상기 생성부로부터 유입되는 기포를 포함하는 유체가 가속되도록 유체의 유동방향을 따라 단면적이 감소하는 수렴부; 및
상기 수렴부에서 연장되며 상기 수렴부로부터 유입되는 기포를 포함하는 유체가 감속되도록 유동방향을 따라 단면적이 증가하는 확산부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아근관 세척장치.
제1항에 있어서,
상기 초음파부는,
전압이 인가되면 진동하여 초음파를 발생시키는 압전소자; 및
상기 압전소자에 전압을 인가하는 전원;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 치아근관 세척장치.
제1항에 있어서,
상기 초음파부는 상기 치과용 팁에 진동을 전달하는 것을 특징으로 하는 치아근관 세척장치.