KR101725675B1 - 치아 교정용 드릴 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치아 교정 치료시, 치아의 이동 가속을 시키기 위한 치아 교정용 드릴에 관한 것이다. 본 발명의 주요 구성은, 치아 교정 치료시, 치아 이동 가속을 위한 치아 교정용 드릴에 있어서, 드릴날 선단부의 드릴팁(7) 각도를 55-65도로 하고, 드릴날 몸체(6)의 비틀림각은 10-20도로 하고, 드릴날 몸체(6)의 길이는 2.5-8mm로 하며, 드릴날 몸체 후방에는 스토퍼(5)를 형성한 것을 특징으로 하며, 상기 드릴팁 각도는 60도인 것을 특징으로 하며, 상기 드릴날 몸체(6)의 비틀림각은 15도인 것을 특징으로 하며, 상기 드릴날 몸체(6)의 길이는 전치부용일 경우엔 2.5-4mm로 하고, 대,소구치용일 경우엔 4.5-6mm로 하며, 구개부 및 발치용일 경우엔 6.5-8mm인 것을 특징으로 하며, 상기 스토퍼(5)는 전방은 좁고 후방은 넓은 단면 형상인 것을 특징으로 한다.

Description

치아 교정용 드릴{ a dental drill for orthodontic treatment}

본 발명은 치아 교정 치료시, 치아의 이동 가속을 시키기 위한 치아 교정용 드릴에 관한 것이다.

일반적으로 치아 교정치료는 평균 2-3년 정도의 기간이 소요되며, 이런 긴 치료기간은 교정치료에서 가장 큰 어려움으로 여겨진다. 이로 인한 시간적 비용적 부담이나 심미적인 불만 이외에 임상적으로도 충치나 잇몸질환, 더욱 심각하게는 치근흡수의 가능성까지 높이게 되므로, 현대 치아 교정학의 중요한 연구 과제이다. 치아교정 치료기간을 단축시키기 위한 여러 가지 노력이 있어왔고 다양한 영역에서 접근이 시도되었다.

기계적으로는 치아가 움직일 때의 마찰을 줄여 치아 이동을 빠르게 하기 위해 많은 장치와 와이어들이 개발되었고, 소프트 레이저나 진동자를 이용한 외부 장비를 통해 자극을 주어서 생역학적으로 효율적인 치아 이동을 시도하기도 했다. 그 외 비타민D 등 치아 이동을 돕는 약물을 복용하는 방법도 있었다.

생물학적인 바탕에서 생각할 때 교정치료란, 기본적으로 치조골(치아를 감싸고 있는 골)이 흡수되고 재형성되는 리모델링 과정을 통해 치아가 악골 내에서 서서히 움직여가는 과정으로 교정력에 대한 골의 무균성 염증반응을 이용하는 것이라고 할 수 있다. 그러므로 이러한 골의 반응을 촉진하여 골의 흡수와 재생의 속도를 높일 수 있다면 치아 이동이 훨씬 더 빠르게 이루어질 것이라고 예측할 수 있다. 골반응을 촉진하기 위한 방법 중 임상에서 가장 확실하고도 예측 가능한 방법은 외과적인 방법이라고 할 수 있다.

도 1 은 안정된 치아의 상태와 치아 이동, 피에조 절단, 치아 이동과 피에조 절단을 보여준 쥐 실험 표본 사진으로, 외과적 자극을 치아 이동과 같이 가할 때 리모델링이 더욱 증가되는 것을 알 수 있다. 인체는 외상을 받았을 때 국소적으로 염증세포들이 침윤되며 그 부위를 빠르게 치유하기 위한 반응이 유발되는데 이를 국소적 가속 현상( Regional Acceleratory Phenomenon, RAP) 이라고 한다. 치조골에 인위적으로 외상을 가해 이러한 국소적 가속 현상을 유발하면, 골의 탈회화가 일어나 이부위 치아 이동은 급속히 빨라지게 되며, 치근의 흡수 또한 줄어들게 된다. 이러한 외과적 방법들은 치료기간을 확실히 단축시켜 주지만 외과적 손상에 의한 침습이 크고 이러한 가속현상이 계속 유지되는 것이 아니라, 골이 치유되기까지 3개월 정도만 지속되는 것으로 알려져 있다.

종래의 경우, 치아 이동 속도를 증가시키기 위한 연구는 아래와 같이, 매우 다양한 형태로 이뤄졌으며 이를 위한 수술법과 장치들이 개발되었다.

a. 판막후 골 절개 및 펀칭 방법.

1998년 미국학회에서 보고 되었된 Wilckodontics 방법으로 치아 이동 속도를 올리는 훌륭한 결과를 보였으나 큰 외과적 손상과 높은 비용으로 임상가들에게 부담스러운 방법이었다. 도 2 는 피질골 절단술 시행시의 사진이다.

b. 피에조 피질골 절제술

심한 부종과 통증을 유발하는 판막 술식을 줄이는 방법으로 피에조 기구를 이용한 피질골 절제술이 사용되었다. 피에조 장치의 특성상 오랜 시술 시간과 과열로 인해 불편감을 유발시켰다. 도 3 은 피에조 기구를 이용하여 절개한 후의 사진이다.

c. 칼날과 말렛을 이용한 방법

빠르고 잇몸에 손상을 덜 주는 방법으로 치간 사이에 블레이드를 넣고 말렛으로 두드려서 손상을 유발시키는 방법도 고안되어서 시행하고 있다. 이 방법은 비용을 최소화하는 장점이 있는 반면 환자의 안면에 말렛으로 충격이 가해지는 결정적인 불편함이 있었다. 도 4 는 치근 사이에 칼날을 넣고 말렛으로 치는 방법을 보여 준다.

d. 피질골 천공법.

치조골에 국소적 가속 현상을 유발하는 최소의 외상은 어느 정도인지 알기 위한 다양한 시도와 연구가 꾸준히 계속되어 온 결과, 이동시키려는 치아의 치간 치조골에 작은 구멍을 내는 정도 (micro osteperforations, MOPs)의 외상만으로도 국소적 가속 현상이 시작되게 할 수 있으며, 이런 방법으로 치아이동을 50% 이상 빠르게 할 수 있다는 연구 결과가 미국에서 2013년 논문으로 발표되었다. 또한 이런 외상을 줄 수 있는 기구도 개발되어 현재 시판중에 있다. 잇몸을 통과하여 치조골에 작은 구멍을 만들어주는 이 기구는 현재 교정에서 사용하는 마이크로 임플란트를 식립하는 것과 같은 방법으로, 스크루는 심지 않고 구멍만 만들어주는 원리이다. 한,두개 치아에는 사용이 가능하지만 여러 개 치아에 사용할 경우는 효율적이지 못했다. 도 5 는 미니 임플란트로 피질골 천공을 하는 모습과 2배 빠른 치아 이동 속도를 보여주는 결과표이다.

[문헌1] 특허등록 10-1442695 (등록일 : 2014.09.15) 명칭 : 플랩리스 임플란트 시술을 위한 치과용 드릴 내용 : 치과용 드릴은 드릴 장치에 장착되어 플랩리스 임플란트 수술을 시행하기 위한 것으로서, 드릴 몸체 및 상기 드릴 몸체를 상기 드릴 장치에 장착하기 위한 장착부를 포함하며, 드릴 몸체는 첨단에서부터 소정의 길이만큼 측면 날을 제공하는 커팅부 및 절삭 능력이 제한된 몸통부를 포함한다. 드릴 몸체의 단부에 커팅부가 있어 골 삭제를 무난하게 수행할 수 있으며, 몸통부는 커팅부와 일체로 형성되는 동시에 측면 날이 없거나 제거되어 잇몸을 보호할 수가 있다. [문헌2] 특허등록 10-0930911 (등록일 : 2009.12.02) 명칭 : 다단구조를 이용한 치과용 임플란트 드릴(A dental Implant Drill having a Multi-Step Structure) 내용 : 수 개의 단에 절삭날을 형성한 다단부에 의해 임플란트 드릴의 외경에서 받는 트러스트 하중은 늘리고 중심에서 받는 트러스트 하중을 줄임으로 인해 임플란트 드릴의 중심과 외경에서 받는 트러스트 하중을 일정하게 하여 절삭온도를 최소화하고, 절삭시 절삭력을 각각의 절삭날로 분배하여 칩의 배출이 원활히 수행될 수 있도록 다단부를 형성하여 절삭시 온도 상승을 최소화하고, 한번의 드릴링 시술로 픽스츄어를 매립할 수 있는 매립홈을 만들어 줌과 동시에 시술 시간을 줄여 주며, 가이드부를 형성하여 시술자가 원하고자 하는 패스를 정확하게 드릴링 할 수 있는 다단구조를 이용한 치과용 임플란트 드릴에 관한 것이다.

없음

본 발명은 상기한 점들을 감안하여 발명한 것으로, 피질골 또는 치조골에 대한 천공이 빠르고 효율적으로 이루어지며 최적의 천공 효율을 가질 수 있는 치아 교정용 드릴을 제공함에 본 발명의 목적이 있다. 예를들어, 치아의 치간 치조골에 작은 구멍을 내면, 치아의 이동이 기존의 교정방법에 비해 약 50% 빠르게 할 수 있다는 사실을 바탕으로 개발된 치아교정용 특수 드릴을 개발하게 된 것이다. 기존엔 이러한 별도의 치아 교정용으로 개발된 드릴은 없었다.

상기 본 발명의 목적을 해결하기 위한 본 발명의 주요 구성은, 치아 교정 치료시, 치아 이동 가속을 위한 치아 교정용 드릴에 있어서, 드릴날 선단부의 드릴팁(7) 각도를 55-65도로 하고, 드릴날 몸체(6)의 비틀림각은 12-18도로 하고,

드릴날 몸체(6)의 길이는 2.5-8mm로 하며, 드릴날 몸체 후방에는 스토퍼(5)를 형성한 것을 특징으로 하며, 상기 드릴팁 각도는 60도인 것을 특징으로 하며, 상기 드릴날 몸체(6)의 비틀림각은 15도인 것을 특징으로 하며, 상기 드릴날 몸체(6)의 길이는 전치부용일 경우엔 2.5-4mm로 하고, 대,소구치용일 경우엔 4.5-6mm로 하며, 구개부 및 발치용일 경우엔 6.5-8mm인 것을 특징으로 하며, 상기 스토퍼(5)는 전방은 좁고 후방은 넓은 단면 형상인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 피질골 또는 치조골에 대한 드릴작업이 신속하고 효율적으로 이루어지며 최적의 천공 효율을 가질 수 있는 치아 교정용 드릴을 제공한다. 예를들어, 본 발명에 따라 치아의 치간 치조골에 작은 구멍을 내면, 치아의 이동이 기존의 교정방법에 비해 약 50% 빠르게 할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 치아의 종류에 따라 적합한 드릴을 선택 사용함으로 인해, 피질골 또는 치조골 드릴 작업의 효율성을 더욱 우수하게 하며, 또한 스토퍼(5)가 형성되어 있어 일정 깊이 이상의 천공을 막아, 치조골 및 그 주변의 조직에 손상을 가하는 것을 피할 수 있어 교정치료 실행자가 안전하게 교정 작업을 행할 수 있다.

또한 효율적인 드릴팁 각도 구조와 드릴날의 트위스트각도 즉, 비틀림각도로 인해 피질골 또는 치조골의 손상을 최소화하고 골질 배출이 신속하게 이루어져 천공작업이 더욱 안전하고 빠르게 이루어질 수 있다.

본 발명에서 개발된 드릴을 이용하여 드릴 작업하는 방법은, 미니 스크류를 이용하는 방법과 동일한 효과를 나타내어 임상에서 적용시 빠르고 효율적이며 안전하게 시술할 수 있다.

도 1 은 안정된 치아의 상태와 치아이동, 피에조 절단, 치아 이동과 피에조 절단을 보여주는 쥐실험 표본 사진.
도 2 는 피질골 절단술 실시 사진.
도 3 은 피에조 기구를 이용하여 절개한 후의 사진.
도 4 는 치근 사이 칼날을 넣고 말렛으로 치는 것을 보여주는 도면
도 5 는 미니임플란트로 피질골 천공을 하는 것과 2배 따른 치아 이동 속도를 보여주는 결과표.
도 6 은 본 발명에 따른 드릴을 이용하여 천공작업을 하는 것을 보여주는 도면.
도 7 은 본 발명에 따른 3종류의 드릴 세트를 보여주는 도면.
도 8 은 본 발명의 3가지 드릴을 도시하는 도면.
도 9 는 본 발명의 드릴을 이용하여 천공 작업 한 결과를 보여주는 도면.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 의거 더욱 상세히 설명한다.

도 6 은 본 발명에 따른 드릴을 사용하는 것을 나타내는 것이고, 도 7 은 본 발명에 따른 드릴의 구성을 나타낸다

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 드릴공구는 오토클레이브(고압 멸균소독)가 가능하며 드릴을 수용하는 삽입공(10)을 갖춘 메탈 컨테이너(1)와, 전치부용 단드릴(2), 소구치 및 대구치용 중드릴(3)(이하, 대소구체용 중드릴로 한다), 구개부 및 발치용 장드릴(4)(이하, 구개부용 장드릴로 한다)로 구성된다.

도 8 은 본 발명에 따른 드릴의 구조를 나타낸다.

잇몸 조직 손상을 줄이기 위해 드릴의 선단부 드릴팁(7) 각도를 약 55-65도 정도 바람직하기로는 60도 정도의 뾰족한 각도가 형성되게 하였다. 이 각도는 치조골에 도달하는 최적의 각도이다. 한편 상기 각도 범위 이하로 좁으면, 드릴 천공이 쉽게 되지 못한다. 반대로 상기 각도 보다 더 크면 드릴의 천공 진입 속도가 너무 늦어 작업이 늦게 된다. 피질골 또는 치조골의 강도를 감안하면, 상기 각도 범위가 천공에 가장 효율적이고 유리한 것으로 나타났다. 즉, 천공이 빠르면서 천공성이 매우 좋게 된다.

그리고 피질골(턱뼈는 바깥의 피질골이라는 단단한 뼈와 속의 해면골이라는 구멍이 많은 뼈들로 구성이 되어있다. 그런데 이런 피질골은 단단하여 치아들이 이동하는데 가장 큰 장애물이 된다.)에 따른 드릴날 몸체(6)의 길이를 3.2mm, 5.2mm, 및 7.2mm 3 종류로 하였다. 드릴날 길이를 범위를 준다면 2.5-4mm, 4.5-6mm,6.5-8mm로 할 수 있다. 이 드릴날 길이는 구강내 각 부위별 피질골의 평균두께를 최소 천공 할 수 있는 길이이다.

상기 길이 범위를 벗어나 지나치게 길이가 길면, 제조원가가 많이 들고 불필요하게 지나치게 깊게 천공되고 작업 시간이 길어지며 다른 조직을 손상할 염려가 있으며, 반대로 지나치게 짧으면 작업에 불편하고 작업 중 스토퍼(5)까지 접촉될 정도로 밀어 천공해야 하는 불편함과 어려움이 있고, 천공 깊이가 깊지 못해 효율적인 치아 이동이 이루어지지 못한다.

드릴날 몸체 직경은 1mm - 1.3mm로 한다. 이 직경으로 결정한 이유는 평균 치근간의 거리를 고려하여 치근 손상을 최소로 하는 것이기 때문이다.

전치부용 단드릴(2)은 1mm 가 최적이고, 대,소구치용 중드릴(3)과 구개부용 장드릴(4)은 1.3mm로 하는 것이 치근 손상을 최소로 할 수 있다. 상기 직경 보다 크면 천공부 주변 조직 손상이 오고, 반대로 작으면 치아 이동 효율이 떨어진다.

한편, 본 발명에서는 드릴날 몸체(6)의 지나친 깊은 삽입으로 인한 치근 손상을 줄이기 위한 스토퍼(5)를 형성하는데 형상은 단면상 개략 사다리꼴로 형성한다. 전방은 좁고 후방은 넓은 단면 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면 전진되는 깊이가 제한되되 혹시 작업 중 접촉하는 입술 기타 피부 접촉부에 큰 자극을 주지 않아 바람직하고 전방에 큰 돌출이 없이 좁아 작업에도 편리하다

또한 드릴날의 비틀림각은 약 12-18도 바람직하기로는 15도 각도로 한다. 이 각도는 빠르게 골질을 빼내기에 최적이다. 이는 치근 손상을 최소로 하면서 치조골을 외부로 빼내기에 적절한 드릴의 비틀림 각도이다.

상기 각도 이상으로 심하게 비틀림 각도를 가지면 치조골을 드릴날의 비틀림 골을 따라 빼내어져 나오는 속도가 느려 작업 시간이 오래 걸리며 작업자나 환자 모두 불편함을 느끼며 천공 진입시간도 더 걸린다. 상기 각도보다 작으면 비틀어짐이 거의 없어 골질이 나올 때 부드럽고 자연스럽게 말려 나오지 못하고 거의 직선형으로 나와야 하므로 역시 골질의 배출이 용이하지 못하고 배출 속도가 빨라 사방으로 튀는 단점이 생기며 또한 비들림 각도가 작으면 드릴날의 전진 진입에 많은 부하와 압력이 걸리는 단점이 있으며 천공조직 주변을 예리하게 찢어 내는듯한 손상을 시키는 단점이 있다. 드릴의 스토퍼(5) 후방은 기존의 콘트라 앵글과 연결이 가능한 결찰부로 이루어진다. 따라서 기존의 다른 장비와 호환 가능하여 별도의 추가적 장비 구입이 불필요하다.

이런 종류의 드릴 길이나 각도, 두께를 고려한 드릴은 없었으며 앞서 언급했듯이 치과에서 사용하는 장비와 호환이 가능하도록 만들어져 추가적인 장비구입의 부담없이 사용할 수 있도록 비용을 최소화하였다.

또한 이상과 같은 상기한 본 발명에 따른 드릴날의 구조에 의하면, 피질골에 대한 천공 작업이 빠르고 용이하고 효율적이며, 치근 손상을 최소로 할 수 있다.

기존의 많은 방법이 있었지만 새로 개발된 본 발명에 따른 드릴은 기존의 연구와 같은 결과를 얻으면서 그간의 임상적 어려움을 대부분 극복한 가속 교정 기구이다. 임상에 적용해 본 결과 환자의 불편감은 최소로 하며 교정의가 사용하기에도 매우 안전한 장치이다.

도 9 는 본 발명에 따른 드릴 사용 직후와 3일 후의 잇몸 모습을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 드릴에 의한 작업이 깔끔하게 잘 이루어져 있으며, 3일 후부터 벌써 치아의 정렬이 점차 좋아짐을 나타내고 있다.

1 컨테이너 2 전치부용 단드릴
3. 대소구치용 중드릴 4 구개부용 장드릴
5 스토퍼 6 몸체
7 드릴팁 10 삽입공

Claims (4)

1. 치아 교정 치료시, 치아 이동 가속을 위한 치아 교정용 드릴에 있어서,
   드릴날 선단부의 드릴팁(7) 각도를 55-65도로 하고,
   드릴날 몸체(6)의 비틀림각은 12-18도로 하고,
   드릴날 몸체(6)의 길이는 2.5-8mm로 하며,
   드릴날 몸체(6)의 직경은 1-1.3mm로 하되,
   상기 드릴날 몸체(6)의 길이는 전치부용일 경우엔 2.5-4mm로 하고, 대,소구치용일 경우엔 4.5-6mm로 하며, 구개부 및 발치용일 경우엔 6.5-8mm인 것을 특징으로 하는 치아 교정용 드릴.
   
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