KR101674074B1 - 임플란트용 디지털 모형 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인조치아를 제작할 때 사용하는 하는 디지털 모형 제작 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 치과에서 공급되는 디지털 방식의 스캔 자료를 이용하여 정확한 모형을 간편하게 제작할 수 있도록 한 임플란트용 디지털 모형 제작 방법에 관한 것이다.
본 발명은 디지털방식으로 치과에서 보내온 스캔 자료를 치과 기공소에서 환자의 치조골에 식립 된 픽스쳐의 깊이와 각도를 정확하게 재현하여 모형을 제작할 수가 있도록 한 것이다.
상기와 같이 된 본 발명은 정밀한 모형을 제작하여 인공치아를 제작함으로써 치과 기공소에서 기공사가 정확하고 정밀한 인공치아를 제작하여 환자의 손실된 치아와 주변치아와의 교합이 완벽하게 이루어질 수가 있으며, 이로 인하여 인공치아의 수정을 할 필요가 없어 작업 시간을 줄일 수가 있다.
따라서 본 발명은 임플란트 제작시 불량률을 줄이고, 수정단계를 줄여 불필요한 인력과 인건비를 절감할 수가 있는 유용한 발명이다.

Description

임플란트용 디지털 모형 제작 방법{The digital model for implant and thereof manufacturing system}

본 발명은 인조치아를 제작할 때 사용하는 하는 디지털 모형 제작 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 치과에서 공급되는 디지털 방식의 스캔 자료를 이용하여 정확한 모형을 간편하게 제작할 수 있도록 한 임플란트용 디지털 모형 제작 방법에 관한 것이다.

일반적으로 치아가 손상되거나 파손되었을 경우 치과에서는 손상된 치아의 본을 뜨거나 스캐너를 이용하여 스캔을 한 다음 인상자료나 스캔 자료를 기공소에 보내고 기공소에서는 치과에서 보내온 인상자료나 스캔 자료를 이용하여 인조치아를 제작하게 된다.

좀더 상세하게 설명하면 상기 전자의 방법은 환자들이 치아가 손실되거나 손상 되었을 경우 치과를 방문하게 되고, 치과에서는 환자의 손실 되거나 손상된 치아를 수복하기 위하여 트레이의 상부에 인상재를 놓은 다음 환자가 물게 함으로써 치아의 본을 뜨게 하였다.

그러나 종래에 인상을 체득하기 위한 방법이 인상재가 올려진 트레이를 환자가 입에 물게 함으로써 인상을 체득하는 방법이며, 이때 인상재를 물고 있는 환자가 이를 움직이게 되면 정확한 인상을 체득할 수가 없다.

그리고 환자가 트레이를 물고 이를 움직였는지를 치과의사가 정확하게 파악할 수가 없다.

따라서 상기 트레이를 이용한 방법은 정확한 인상을 체득할 수가 없어 정확한 인조치아를 제작할 수가 없었으며, 이로 인하여 치과 기공소에서는 한 개의 인공치아 제작 비용으로 여러 번에 걸쳐 인공치아를 제작 및 수정을 하여야 하므로 작업 시간이 오래 걸리고, 불필요한 인력과 인건비를 낭비하게 되는 문제점이 있다.

상기와 같은 환자가 입에 물고 채득하는 방법은 불량이 심하여 최근에는 트레이에 인상재를 올려놓고 상악이나 하악 중 손상된 치아가 있는 부분에만 트레이를 놓고 치과의사가 손으로 눌러 압착하여 인상을 채득하는 방법을 사용하고 있다.

그러나 이 방법 또한 치과의사의 힘으로 트레이를 압착함으로써 흔들림이 발생하게 되고, 이로 인하여 정확한 인상을 채득할 수가 없는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 치과에서 구강 스캐너를 이용하여 환자의 치아를 스캔함으로써 정확한 자료를 얻을 수 있는 디지털 방식으로 가고 있는 추세이다.

즉 상기 디지털 방식은 치과에서 환자의 구강을 구강 스캐너로 스캔한 다음 그 데이터를 치과 기공소에 보내어 인조치아를 제작하게 된다.

그러나 상기 종래의 디지털 방식은 구강을 스캔한 자료를 그대로 밀링작업이나 3D 프린팅하여 인조 치아를 제작하게 되므로 모형을 제작하기가 힘들고 어려운 문제점이 있다.

환자의 치아 모형이 필요한 경우를 좀더 상세하게 설명하면 전치부 1번 치아가 손실되었을 때를 예로 들면 손상된 한 개의 치아만 수복할 경우 1번 치아의 양쪽 옆에 있는 치아의 실제 모델이 있어야만 손실된 치아와 양 옆의 치아가 정확하게 위치할 수 있도록 인공치아의 제작이 가능하다.

따라서 정확한 인공치아를 제작하기 위하여는 환자의 손상된 치아와 주변의 치아에 대한 모형이 꼭 필요하다.

또한, 임플란트를 예로 들 경우 임플란트 제작시 환자의 치조골에 식립되어 있는 픽스쳐의 각도와 깊이가 중요하며, 이를 재현해 내게 위하여 임프레이션코핑을 이용하여 랩 아날로그 재료를 석고 모델에 픽스쳐 대용으로 식립하여 제작하였다.

즉 도 1 a에서와 같이 치과에서 환자의 치아 인상을 채득하여 본(110)이 올려진 트레이(100)를 보내오면 치과 기공소에서는 환자의 치조골에 식립되어 있는 픽스쳐의 각도와 깊이를 재현하기 위하여 b에서와 같이 임프레이션코핑(150)에 작업자가 직접 랩 아날로그(120) 재료를 설치한다.

이때 작업자가 직접 임프레이션코핑(150)에 랩 아날로그(120) 재료를 조립함으로써 조립시 움직임이 발생하게 되어 정확한 모형을 제작할 수가 없다.

상기와 같이 임프레이션코핑(150)에 랩 아날로그(120) 재료를 식립되면 랩 아날로그의 하단부에 c에서와 같이 잇몸 재현용 실리콘(130)을 투입한다.

상기와 같이 된 본(110)의 상부에 d에서와 같이 석고(140)를 올려놓고 성형한 다음 e에서와 같이 본(110)에서 석고(140)를 분리하면 f에서와 같이 석고(140)에 랩아날로그(120)가 매립된 상태에서 잇몸 재현용 실리콘(130)에 임프레이션코핑(150)이 박혀있는 상태의 모형이 제작된다.

상기와 같이 제작된 모형에서 g에서와 같이 임프레이션코핑(150)을 분리한 다음 인공치아를 제작하게 된다.

그러나 상기의 방법은 치과에서 보내온 본에 치과 기공소에서 기공사가 직접 손으로 임프레이션코핑(150)에 랩 아날로그(120)를 조립함으로써 움직임이 발생하게 되는 단점이 있으며, 이로 인하여 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.

따라서 상기의 방법은 정밀도가 떨어져 임플란트용 치아를 제작하여도 여러 번에 걸쳐 수정을 하여야 하는 단점이 있고, 이로 인하여 작업이 불편하며, 작업시간이 오래 걸리는 등의 문제점이 있다.

상기와 같이 임플란트는 환자의 치조골에 식립 된 픽스쳐의 깊이와 각도를 정확하게 알아야 정밀한 인조치아를 제작할 수가 있다,

따라서 임플란트는 치과에서 보내온 스캔 된 자료를 이용하여 모형을 제작하여야 하고, 모형이 있는 상태에서 인조치아를 제작하여야만 정확하고 정밀한 인조치아를 제작할 수가 있다.

한편, 종래에는 치과에서 스캔 된 자료를 보내온 상태에서 모형이 필요할 경우 스캔 된 자료를 이용하여 모형을 제작할 수 있는 방법이 밀링을 이용한 방법과 3D 프린팅을 이용한 방법이 있으나, 상기 전자의 밀링 방법은 한번에 하나씩 가공을 하여야 하므로 작업 시간이 오래 걸리는 반면에 정밀도가 우수하고 재료비를 절감할 수는 있다.

상기 후자의 3D 프린팅을 이용한 방법은 재료가 한번에 여러 개가 적층되는 방식이므로 정밀도가 떨어지며, 재료비가 고가인 문제점이 있다.
즉 3D 프린팅방식은 임플란트 업체마다 사양이 다른 고가의 전용 랩 아날로그를 임플란트 제작할 때마다 구입해서 사용함으로 인해 제작비용이 상승하는 문제점이 있다.

그러나 상기의 밀링을 이용한 방법과 3D 프린팅을 이용한 방법 임플란트에는 랩 아날로그라는 구조물이 식립되어 있는데 랩 아날로그는 프린팅이나 밀링으로 제작할 수가 없어 실질적으로 구강 스캐너를 이용한 자료를 가지고는 현재 모형의 제작이 불가능하다.

또한, 상기의 스캐너를 이용 한 방법은 캐드캠 관련 외의 PFM. 골드, 크라운, 세라믹 재질의 보철물은 제작할 수가 없다.

대한민국 특허 제10-13246672호 공고일자 2014년 1월 2일 대한민국 특허공개번호 제10-2016-0011322호 공개일자 2016년 2월 1일

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 치과에서 보내온 디지털 방식의 스캔 자료를 토대로 하여 랩 아날로그를 정확하게 구현해내어 정밀한 환자의 치아 모형을 제작할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 부가적인 목적으로는 디지털의 방식에서 환자 치아의 임플란트 모형을 정확하게 재현함으로써 작업이 간편하고, 정밀한 인조치아를 제작함으로써 불량률을 줄이며, 인조치아의 작업시간을 단축함으로써 불필요한 인력과 인건비를 절감할 수 있도록 하는데 그 부가적인 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 부가적인 목적으로는 디지털 방식을 이용하여 구강 스캐너를 이용한 방법으로 불가능하였던 PFM, 골드, 크라운으로 된 인조치아를 제작할 수 있도록 하는데 그 부가적인 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 수단을 설명하면 다음과 같다.

환자의 구강 내에서 설치된 픽스쳐에 픽스쳐가 어느 정도 깊이로 식립이 되있고, 식립 방향이나 식립 각도를 알아내기 위하여 스캔 지그(스캔 보디)(20)를 픽스쳐에 장착한 다음 스캔하는 스캔 단계;

상기 스캔 단계에 의하여 얻어진 데이터를 치과 기공소에서 컴퓨터에서 캐드를 이용하여 스캔 자료가 표면인 데이터이기에 사방이 막혀있는 형태로 벽을 만들어주는 블럭(10)의 형태로 디자인하는 블럭화 단계;;

상기 블럭화 단계에 의하여 블럭화 된 모델에 랩아날로그(환자에겐 픽스쳐형태) 체결용 홀을 내기 위하여 미리 지름 3~7㎜를 지름 1㎜ 단위로 크기를 달리하여 설정된 여러 개의 보링용 지그 중 스캔 지그와 같은 크기의 보링용 지그(30)를 설정하는 보링용 지그 설정단계;

상기 보링용 지그 설정단계에 의하여 설정된 보링용 지그(30)를 블럭(10)에 있는 스캔 지그(20)에 이동시키는 보링용 지그 이동단계;

상기 보링용 지그 이동단계에 의하여 이동된 보링용 지그(30)를 블럭(10)의 스캔 지그(20)의 상부와 매치시키되 보링용 지그(30)가 스캔 지그(20)의 상부가 기준점이 되게 한 상태에서 매치되도록 하여 보링용 지그(30)가 정확한 위치로 자리를 잡도록 하는 보링용 지그 매칭 단계;

상기 보링용 지그 매칭 단계에 의하여 매칭 된 블럭(10)에서 스캔 지그(20)를 제거하는 스캔 지그 제거단계;

상기 스캔 지그 제거단계에 의하여 스캔 지그(20)가 제거된 블럭(10)에서 보링용 지그(30)만 제거하여 픽스쳐용 홀(40)이 형성되도록 하는 보링용 지그 제거단계:

상기 보링용 지그가 제거된 블럭(10)의 데이터를 밀링 가공을 하거나, 3D 프린팅하여 모형을 제작하는 모형제작단계;

상기 모형 제작단계에 의하여 제작된 모형에 나사부가 형성된 전용 랩아날로그(환자대용 픽스쳐)(50)를 조립하여 고정하는 램 아날로그 조립단계; 로 이루어진 것으로 치과에서 보내온 자료를 가지고 정밀한 모형을 제작하여 인공치아를 정밀하게 제작할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 된 본 발명은 디지털방식으로 치과에서 보내온 스캔 자료를 치과 기공소에서 환자의 치조골에 식립 된 픽스쳐의 깊이와 각도를 정확하게 재현하여 모형을 제작할 수가 있도록 한 것이다.

상기와 같이 된 본 발명은 정밀한 모형을 제작하여 인공치아를 제작함으로써 치과 기공소에서 기공사가 정확하고 정밀한 인공치아를 제작하여 환자의 손실된 치아와 주변치아와의 교합이 완벽하게 이루어질 수가 있으며, 이로 인하여 인공치아의 수정을 할 필요가 없어 작업 시간을 줄일 수가 있다.

따라서 본 발명은 임플란트 제작시 불량률을 줄이고, 수정단계를 줄여 불필요한 인력과 인건비를 절감할 수가 있는 유용한 발명이다.
또한 본 발명은 보링용 지그에서 체결용 홀의 내주면에는 나사선이 형성되지않아 임플란트 업체마다 전용 랩 아날로그를 사용하지않고 공용으로 사용함으로써 기공소 입장에서는 임플란트 업체마다 고가의 전용 랩 아날로그를 준비하지않고 제작가 가능하여 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 임플란트용 인공치아용 모형을 제작하는 단계를 보인 블록도
도 2는 본 발명의 방법을 보인 블록도
도 3은 본 발명의 제작공정으로서 환자의 구강 내에서 치조골에 식립된 픽스쳐에 스캔 지그를 체결한 장착한 상태에서 스캔한 상태를 보인 블록도
도 4는 본 발명의 제작공정으로서 치과에서 보내온 데이터를 컴퓨터의 캐드를 이용하여 3D화 시킨 상태의 블럭을 보인 블록도
도 5는 본 발명의 제작공정에 사용되는 보링용 지그를 보인 개략 사시도
도 6은 본 발명의 제작공정으로서 보링용 지그를 3D블럭에 불러온 상태를 보인 블록도
도 7은 본 발명의 제작공정으로서 보링용 지그를 스캔 지그에 결합시켜 중첩된 상태를 보인 블록도
도 8은 본 발명의 제작공정으로서 보링용 지그와 스캔 지그가 중첩된 상태에서 스캔 지그를 제거한 상태를 보인 블록도
도 9는 본 발명의 제작공정으로서 블럭에서 보링용 지그를 제거한 상태를 보인 개략도
도 10은 본 발명의 제작공정으로써 3D 프린팅하여 모형을 제작한 상태를 보인 블록도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 종래의 임플란트용 인공치아용 모형을 제작하는 단계를 보인 블록 도이고, 도 2는 본 발명의 방법을 보인 블록도 이며, 도 3은 본 발명의 제작공정으로서 환자의 구강 내에서 치조골에 식립된 픽스쳐에 스캔 지그를 체결한 장착한 상태에서 스캔한 상태를 보인 블록 도이고, 도 4는 본 발명의 제작공정으로서 치과에서 보내온 데이터를 컴퓨터의 캐드를 이용하여 3D화 시킨 상태의 블럭을 보인 블록도 이며, 도 5는 본 발명의 제작공정에 사용되는 보링용 지그를 보인 개략 사시도이며, 도 6은 본 발명의 제작공정으로서 보링용 지그를 3D블럭에 불러온 상태를 보인 블록 도이다.

도 2 및 도 3에서와 같이 치과에서 치과의사가 환자의 구강 내에서 설치된 픽스쳐에 픽스쳐가 어느 정도 깊이로 식립이 되어 있고, 식립 방향이나 식립 각도를 알아내기 위하여 스캔 지그(20)를 픽스쳐에 장착한다.

상기와 같이 스캔 지그(20)가 식립 된 상태에서 본을 뜨거나 스캐너를 이용하여 구강의 내부를 스캔하고, 이와 같이 된 자료를 치과 기공소로 보낸다.

상기와 같이 치과에서 보내준 자료 중 본으로 된 자료는 치과 기공소에서 스캐너를 이용하여 자료를 얻는다.

상기와 같이 스캔 단계에 의하여 얻어진 데이터를 컴퓨터에서 캐드를 이용하여 3D화 한다.

이때 스캔 자료는 표면인 데이터이기에 사방이 막혀있는 형태로 벽을 하단으로 만들어주어 블럭(10)의 형태로 3D화하여 디자인한다.

상기와 같이 된 블럭(10)에 스캔 지그(20)에 랩아날로그(환자에겐 픽스쳐형태) 체결용 홀을 내기 위하여 미리 지름 3~7㎜로 설정된 여러 개의 보링용 지그 중 스캔 지그(20)와 같은 크기의 보링용 지그(30)를 설정하고, 설정된 보링용 지그(30)를 블럭(10)에 있는 스캔 지그(20)에 이동시킨다.
상기 보링용 지그(30)에 형성된 체결용 홀에는 내주면에는 나사선이 형성되지않은 평면상태로 사용할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제작공정으로서 보링용 지그를 스캔 지그에 결합시켜 중첩된 상태를 보인 블록도 이며, 도 8은 본 발명의 제작공정으로서 보링용 지그와 스캔 지그가 중첩된 상태에서 스캔 지그를 제거한 상태를 보인 블록 도이고, 도 9는 본 발명의 제작공정으로서 블럭에서 보링용 지그를 제거한 상태를 보인 개략도이며, 도 10은 본 발명의 제작공정으로써 3D 프린팅하여 모형을 제작한 상태를 보인 블록 도이다.

본 발명에 따르면 보링용 지그(30)는 스캔 지그(20)의 상부와 같은 크기를 설정하며, 설정된 보링용 지그(30)를 이동시켜 블럭(10)의 스캔 지그(20)의 상부와 매치시킨다.

이때 보링용 지그(30)가 스캔 지그(20)의 상부가 기준점이 되게 한 상태에서 매치되도록 하면 보링용 지그(30)가 스캔 지그(20)가 있는 위치로 이동하면서 블럭(10)의 하단부에 정확한 위치로 자리를 잡게 된다.

즉 보링용 지그(30)가 스캔 지그(20)와 겹쳐지면서 스캔 지그(20)의 상부와 수평으로 일치되면 보리용 지그(30)는 스캔 지그(20)가 있던 위치에서 스캔 지그(20)의 각도와 깊이로 매치된다.

상기와 같이 보링용 지그(30)가 스캔 지그(20)와 매치되어 겹쳐지면 블럭(10)보링용 지그(30)와 겹쳐 저 있는 스캔 지그(20)를 제거한다.

본 발명에 따르면 상기와 같이 3D의 블럭(10)에서 스캔 지그(20)를 제거하면 그 자리에 보링용 지그(30)만 남게 되므로 3D의 블럭(10)에서 보링용 지그(30)의 하단부까지 정확한 위치가 나타나게 된다.

상기와 같은 상태에서 다시 보링용 지그(30)를 제거하면 3D의 블럭(10)에서 보링용 지그(30)가 있던 부분에 치과에서 보내온 자료에 의한 정확한 위치와 각도로 픽스쳐용 홀(40)이 형성된다.

상기와 같이 픽스쳐용 홀(40)이 형성된 블럭(10)을 3D 프린팅 하여 모형을 제작하면 환자에 식립 된 픽스쳐와 같은 각도와 깊이를 가진 임플란트의 픽스쳐 고정용 홀(40)이 형성된 모형이 제작된다.

본 발명에 따르면 상기와 같이 제작된 모형에서 픽스쳐 고정용 홀(40)에 랩 아날로그(50)를 체결하여 고정하면 환자의 치조골에 식립된 픽스쳐와 같은 각도와 깊이로 정확하게 조립된다.

상기에서 랩 아날로그(50)를 모형에 조립하는 방법은 여러 가지이므로 자세한 언급은 하지 않는다.

상기에서는 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다.

10. 블럭 20. 스캔 지그
30. 보링용 지그 40. 픽스쳐 고정용 홀
50. 랩아날로그

Claims (3)

1. 임플란트용 디지털 모형 제작 방법에 있어서,
   환자의 구강 내에서 설치된 픽스쳐에 픽스쳐가 어느 정도 깊이로 식립이 되있고, 식립 방향이나 식립 각도를 알아내기 위하여 스캔 지그(스캔 바디)(20)를 픽스쳐에 장착한 다음 스캔하는 스캔 단계;
   상기 스캔 단계에 의하여 얻어진 데이터를 치과 기공소에서 컴퓨터에서 캐드를 이용하여 스캔 자료가 표면인 데이터이기에 사방이 막혀있는 형태로 벽을 만들어주는 블럭(10)의 형태로 디자인하는 블럭화 단계;
   상기 블럭화 단계에 의하여 블럭화 된 모델에 랩아날로그(환자에겐 픽스쳐형태) 체결용 홀을 내기 위하여 지름 3 ~ 7㎜ 범위 안에서 각각 1㎜ 단위로 지름의 크기를 미리 달리하고 상기 체결용 홀의 내주면에 나사선이 형성되지않은 평면 상태에서 여러 개의 보링용 지그 중 스캔 지그와 같은 크기의 보링용 지그(30)를 설정하는 보링용 지그 설정단계;
   상기 보링용 지그 설정단계에 의하여 설정된 보링용 지그(30)를 블럭(10)에 있는 스캔 지그(20)에 이동시키는 보링용 지그 이동단계;
   상기 보링용 지그 이동단계에 의하여 이동된 보링용 지그(30)를 블럭(10)의 스캔 지그(20)의 상부와 매치시키되 보링용 지그(30)가 스캔 지그(20)의 상부가 기준점이 되게 한 상태에서 매치되도록 하여 보링용 지그(30)가 정확한 위치로 자리를 잡도록 하는 보링용 지그 매칭 단계;
   상기 보링용 지그 매칭 단계에 의하여 매칭 된 블럭(10)에서 스캔 지그(20)를 제거하는 스캔 지그 제거단계;
   상기 스캔 지그 제거단계에 의하여 스캔 지그(20)가 제거된 블럭(10)에서 보링용 지그(30)만 제거하여 픽스쳐용 홀(40)이 형성되도록 하는 보링용 지그 제거단계:
   상기 보링용 지그가 제거된 블럭(10)의 데이터를 밀링 가공을 하거나, 3D 프린팅하여 모형을 제작하는 모형제작단계;
   상기 모형 제작단계에 의하여 제작된 모형에 나사부가 형성된 전용 랩아날로그(50)를 조립하여 고정하는 램 아날로그 조립단계로 이루어진 것을 특징으로 임플란트용 디지털 모형 제작 방법.
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