KR101851663B1 - 마우스피스의 제조방법 - Google Patents

마우스피스의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마우스피스에 관한 것으로서, 특히 마우스피스를 제조함에 있어서 사용자의 치아구조에 최소한의 오차를 가지고 피팅이 될 수 있게 하는 마우스피스의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 마우스피스의 제조방법에 관한 것으로서, 레진베이스를 이용한 치아 본뜨기 단계(s100); 상기 레진베이스를 이용한 본뜨기에 석고를 부어 치아형틀을 제작하는 단계(s200); 치아형틀을 3D스캐너로 측정하는 3D스캐너 측정단계(s300); 상기 3D스캐너에 의해 측정된 스캐닝데이터를 기초로 금형역설계데이터를 도출하는 금형역설계데이터 도출단계(s400); 상기 금형역설계데이터에 대하여 언더컷 방지를 위한 데이터수정단계(s500); 수정된 금형역설계데이터에 의한 금형 제작단계(s600); 상기 제작된 금형에 실리콘모재를 투여하여 마우스피스를 제조하는 마우스피스제조단계(s700); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마우스피스의 제조방법을 제공한다.

Description

마우스피스의 제조방법{A manufacturing method of mouthpiece}
본 발명은 마우스피스에 관한 것으로서, 특히 마우스피스를 제조함에 있어서 사용자의 치아구조에 최소한의 오차를 가지고 피팅이 될 수 있게 하는 마우스피스의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 마우스피스와 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 착용자의 구강 구조에 정밀하게 일치하도록 제작되어 치주조직(齒周組織)과 턱 관절을 확실히 보호할 수 있고 착용감이 뛰어날 뿐만 아니라 심리적인 안정감을 제공할 수 있는 마우스피스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 사람의 치열은 아치형 또는 U자형으로 배치되어 있고, 윗니와 아랫니 즉 치아가 서로 맞물린 상태로 교합된다. 정상적인 교합 치아는 어금니 부위에서는 아랫니가 윗니보다 조금 안쪽에서 서로 맞물리고, 앞니의 부위에서는 가위 운동과 비슷하게 윗니가 아랫니를 감싸게 된다. 치아(본 명세서에서는 윗니와 아랫니 모두를 지칭함)가 서로 맞물린 상태에서 치열의 위치 관계에 따라 정상 교합 치아와 부정 교합 치아로 구분된다. 정상 교합 치아의 경우에 어금니 부위에서는 아랫니가 윗니보다 조금 안쪽에서 서로 맞물리고, 앞니의 부위에서는 가위 운동과 비슷하게 윗니가 아랫니를 감싸고 있다. 부정 교합 치아는 정상적인 교합을 할 수 없는 구조를 갖는 치아를 말한다. 또한, 이러한 교합 상태는 개인이나 인종에 따라 다르게 나타나고, 또한 식성의 변화에 따라 변하기도 한다. 잇몸 및 소대(小帶)는 사람마다 그 형상 또는 위치가 다른데, 예를 들면, 잇몸의 굴곡과 소대의 깊이가 다를 수 있다.
한편, 사람은 어떤 긴장된 상황에 닥치면 입 근처의 근육이 갑자기 긴장되기 때문에 무의식적으로 치아를 악무는 습관을 가지고 있다. 이때, 턱 관절이나 치아 등은 치아의 어금니를 악물 때 생기는 힘, 즉 교합력을 분산 흡수하는데, 이교합력이 흡수할 수 없을 정도로 크거나 반복될 경우에는 치아나 턱 관절에 악영향을 미치며, 특히 부정 교합인 경우 그 피해는 심각하다.
이를 해결하기 위하여 제안된 것이 마우스피스인데, 치아와 잇몸 전체를 감싸고 교합력을 분산 흡수하는 구조로 되어있다. 그러나 종래의 마우스피스는 제조공정상 사용자의 치아구조에 정확하게 일치시키기 어려운 문제가 있었다.
일반적인 마우스피스의 제조방법으로는
1. 실리콘 재질의 마우스피스 모재를 준비하고,
2. 뜨거운 물에 제품을 삶어서 물렁하게 만든 후
3. 입에 넣고 4~5분간 물어서 성형하고,
4. 찬물에 냉각시켜 제조한다.
그러나 이러한 방법은 비용이 저렴한 장점이 있으나, 제작과정에서 성형의 틀어짐 등의 문제가 발생할 우려가 있고, 치아의 바닥면은 유사하게 형상이 만들어 지지만 물렁하게 삶아짐으로 인해서 치아의 측면 또는 잇몸과의 형상이 제대로 만들어지지 않아 기능면에서 크게 저하되는 문제가 있었다.
정밀도를 개선하기 위하여, 등록특허 제10-0402978호 ‘마우스피스 및 그 제조 방법’은 착용자의 치아의 윗니의 앞부분과 잇몸을 감싸며 소대에 끼워지는 노치부가 형성된 외측 덮개와 상기 착용자의 치아의 윗니의 뒷부분을 감싸는 내측 덮개 사이에 상기 착용자의 치아의 윗니 형상이 음각으로 형성된 요홈과, 상기 치아의 아랫니와 교합되는 부분에 상기 치아의 아랫니의 물림 자국을 갖는 U자형의 틀; 착용시 상기 치아의 소정의 위치에 걸리도록 상기 틀에 고정된 하나 이상의 철심을 포함하여 이루어진 마우스피스를 개시한 바 있다.
상기의 마우스피스는 미리 준비된 트레이(tray)에 1차 인상재를 충전한다. 단계(S10)에서는 1차 인상재가 충전된 윗니용 트레이와 아랫니용 트레이를 사용하여 착용자의 치아, 잇몸 및 소대의 형상대로 압인하여 음각으로 1차 모형을 성형한 다음, 1차 모형의 음각 부분에 2차 인상재를 충전하고2차 모형을 음각으로 성형한 후 경화시킨다. 1차 모형은 트레이 자체가 정확하지 않기 때문에 착용자의 구강 구조를 정밀하게 성형할 수 없어, 충전된 2차 인상재, 즉 정밀 인상재에 다시 착용자의 치아, 잇몸 및 소대를 압인하여 그 형상대로 정확한 모형이 성형된다. 단계(S11)에서는 2차 모형이 성형된 음각 부분에 아크릴과 같은 재질을 충전하고 경화시켜 양각으로 형성된 실물과 동일한 크기의 원형을 제작한다(도 4참조). 이때 제작된 양각의 원형은 착용자의 치아 구조가 변경되지 않는 한 영구적으로 사용할 수 있기 때문에, 동일인에 대해서는 단계(S10) 및 단계(S11)의 과정은 생략된다. 다음, 단계(S12)에서는 가장 편안한 상태에서의 착용자의 교합 상태를 측정하여 조정하기 위하여 물림판을 성형한다. 이 단계(S12)는 치열의 교합이 균등하게 이루어지도록 조정하는 단계로서, 용도에 따라 교합 상태를 달리하여 물림판을 성형할 수 있다. 물림판은 왁스로 이루어진 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 단계(S13)에서는 높이 조절이 가능한 상하 분할형 플라스크 내부에 양각의 원형을 각각 고정시킨다. 단계(S14)에서는 플라스크에 고정된 양각의 원형 사이에 단계(S12)에서 성형된 물림판을 설치한다. 단계(S15)에서는 물림판이 설치된 플라스크가 서로 맞닿아 밀폐되도록 플라스크의 높이를 조절한 후 물림판을 제거한다. 그러면 양각의 원형 사이에는 물림판의 높이만큼 공간이 형성된다. 단계(S16)에서는 성형재를 플라스크에 고정된 양각의 원형 사이에 설치하고 프레스가 장착된 가열로 내에 장입한다. 단계(S17)에서는 장입된 플라스크를 가열하는 동시에 가압하여 성형재에 양각의 원형대로 음각을 성형하는데, 성형재가 성형될 정도의 온도, 대략 140 내지 150℃에서 1시간 정도 가압 상태를 유지함으로써 수행된다. 단계(S18)에서는 음각으로 성형된 성형재를 용도에 따라 마감 처리한다. 예컨대, 교합력의 크기, 즉 용도 또는 미관에따라 성형재를 트리밍하며, 최종적으로 연마한다.
그러나 상기의 제조과정은 2차인상재를 적용 후 아크릴로 원형을 제조하는 등 3차례에 걸친 다중의 중간과정이 있어 오차의 유려가 여전히 상존하고 있는 문제가 있었다.
등록특허 제10-0784346호 '치열 부정교합 교정용 마우스피스, 이를 이용한 치열부정교합 교정 장치 및 그 제조 방법'은 치열 부정교합 교정용 마우스피스, 이를 이용한 치열 부정교합 교정 장치 및 그 제조 방법이 개시한 바 있다. 제10-0784346호의 마우스피스는, 마우스피스의 내부에 교정용 절편이 삽입되어서 환자의 치아에 의해 눌려질 수 있도록, 마우스 피스에 형성된 적어도 하나의 홈을 포함하며, 여기서, 교정용 절편은 구강 전용 실리콘, ABS 수지, EVA 수지, GOP 수지, 및 엘라스토마 수지 중 어느 하나가 될 수 있다. 본 발명에 따르면, 환자의 치열에 가장 적합하게 제작된 치열 부정교합 교정 장치를 통해 신속하면서도 효율적인 교정을 받을 수 있게 된다.
그러나, 등록특허 제10-0784346호 역시 정밀한 수준의 마우스피스를 제공하기에 부족함이 있었다.
등록특허 10-0402978 마우스피스 및 그 제조 방법 공개일자 2002년04월10일 등록특허 제10-0784346호 '치열 부정교합 교정용 마우스피스, 이를 이용한 치열부정교합 교정 장치 및 그 제조 방법' 공고일자 2007년12월13일
이에, 본 발명은 보다 사용자의 치아구조와 정교하게 일치하는 마우스피스의 제조방법을 제공하여 치아와 잇몸 전체를 감싸고 교합력을 분산 흡수하여 치주조직(齒周組織)과 턱 관절을 확실히 보호할 수 있고 착용감이 뛰어날 뿐만 아니라 심리적인 안정감을 제공할 수 있는 마우스피스 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
이에, 본 발명은 마우스피스의 제조방법에 관한 것으로서, 레진베이스를 이용한 치아 본뜨기 단계(s100); 상기 레진베이스를 이용한 본뜨기에 석고를 부어 치아형틀을 제작하는 단계(s200); 치아형틀을 3D스캐너로 측정하는 3D스캐너 측정단계(s300); 상기 3D스캐너에 의해 측정된 스캐닝데이터를 기초로 금형역설계데이터를 도출하는 금형역설계데이터 도출단계(s400); 상기 금형역설계데이터에 대하여 언더컷 방지를 위한 데이터수정단계(s500); 수정된 금형역설계데이터에 의한 금형 제작단계(s600); 상기 제작된 금형에 실리콘모재를 투여하여 마우스피스를 제조하는 마우스피스제조단계(s700); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 마우스피스의 제조방법을 제공함으로써 상기의 과제를 해결하고자 한다.
본 발명에 따르면, 치아와 잇몸 전체를 오차없이 기밀하게 감싸 교합력을 분산 흡수하며, 착용감을 극대화한 마우스피스를 제조할수 있게 된다.
즉, 본 발명은 착용자의 구강 구조에 따라 3D스캐닝과 역설계에 의한 금형제작을 통하여 오차를 최소화하여 제작되어 치아들 및 턱 관절을 보호할 수 있고 착용감이 뛰어날 뿐만 아니라 심리적인 안정감을 제공할 수 있는 마우스피스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 마우스피스 제조방법의 순서도이다.
도2는 본 발명의 레진베이스를 이용한 치아 본뜨기 단계(s100)에서의 본뜨기의 일 실시예를 도시한 예시도이다.
도3은 본 발명의 상기 레진베이스를 이용한 본뜨기에 석고를 부어 치아형틀을 제작하는 단계(s200)에서 석고로 제작된 치아형틀의 일 실시예이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 마우스피스의 제조방법에 관한 것으로서,
레진베이스를 이용한 치아 본뜨기 단계(s100);
상기 레진베이스를 이용한 본뜨기에 석고를 부어 치아형틀을 제작하는 단계(s200);
치아형틀을 3D스캐너로 측정하는 3D스캐너 측정단계(s300);
상기 3D스캐너에 의해 측정된 스캐닝데이터를 기초로 금형역설계데이터를 도출하는 금형역설계데이터 도출단계(s400);
상기 금형역설계데이터에 대하여 언더컷 방지를 위한 데이터수정단계(s500);
수정된 금형역설계데이터에 의한 금형 제작단계(s600);
상기 제작된 금형에 실리콘모재를 투여하여 마우스피스를 제조하는 마우스피스제조단계(s700);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 마우스피스의 제조방법을 제공한다.
상기 레진베이스를 이용한 치아 본뜨기 단계(s100)는 레진을 이용하여 본뜨기를 한다. 상기의 레진베이스는 알지네이트, 아가 인상재, 폴리설파이드, 축중합형 실리콘 고무인상재, 부가중합형 실리콘 고무인상재, 폴리이써 고무인상재, 인상용 콤파운드, 산화아연유지놀 연고 중 선택되는 하나일 수 있으며, 본 발명의 목적상 보다 정밀한 측정을 위하여 아가 인상재, 알지네이트 인상재 또는 아가-알지네이트 복합인상재를 적용하는 것이 바람직하다. 아가 인상재를 적용하는 경우, 물고 있는 동안 재료 특성상 비교적 높은 경도의 느낌이 있으며, 이에 따라 유격이 거의 없는 장점이 있다. 치아 본뜨기 단계(s100)에서 도2에 도시된 바와 같이, 치아의 측면과 잇몸 뿌리까지 재현이 가능하다.
상기 레진베이스를 이용한 본뜨기에 석고를 부어 치아형틀을 제작하는 단계(s200)에서는 도3에 도시된 바와 같이, 상기 음각의 본뜨기 레진베이스에 석고를 부어 양각의 치아형틀을 제작한다. 상기 석고로 제조되는 양각의 치아형틀은 3D스캐너로 스캐닝될 것이다.
치아형틀을 3D스캐너로 측정하는 3D스캐너 측정단계(s300)에서는 3D스캐너로 상기 양각의 치아형틀을 스캐닝하게 된다. 3D스캐너(3D Scanner)는 접촉식 3차원 측정기의 단점을 해소하여 측정 효율을 높이기 위하여 광학적인 방식을 이용한 것이다. 이러한 3차원 스캐너는, 일반적으로 렌즈와 카메라로 이루어진 영상획득부와 패턴광을 영사하는 패턴광 영사부 및 패턴광 영사부를 통해 획득된 영상을 분석 처리하는 컴퓨터로 구성 되어 있다. 일반적인 3D 스캐너는 렌즈와 카메라로 구성되는 영상획득부와 측정물 표면에 패턴광을 영사하는 패턴광 영사부를 포함하여 구성되며, 패턴광 영사부는 디지털 패턴광 영사기로서 LCD 또는 DLP(Digital Light Processing) 방식을 이용한 것이다. 러한 디지털 패턴광 영사기를 이용하는 경우에는 R(Red), G(Green), B(Blue) 색상 조합을 통해 다양한 색상 및 다양한 형태의 패턴광 영사가 가능하다. 본 발명에서의 3D 스캐너는 그 구성과 스캐닝 방식에 제한을 두지 아니한다.
상기 3D스캐너에 의해 측정된 스캐닝데이터를 기초로 금형역설계데이터를 도출하는 금형역설계데이터 도출단계(s400)에서는 스캐닝된 데이터를 기초로 금형의 치수, 크기 및 형상을 도출하는 역설계(Reverse Engineering)를 수행한다. 상기 역설계 과정은 스캐닝에 의해 얻은 양각의 치아형틀의 치수, 크기 및 형상의 데이터를 컴퓨터로 가공하여 마우스피스를 생산하기 위한 금형의 치수, 크기 및 형상을 도출해내는 과정이다. 본 발명에서는 역설계과정에서 필요한 컴퓨터의 하드웨어 및 소프트웨어에 제한을 두지는 아니한다.
상기 금형역설계데이터에 대하여 언더컷 방지를 위한 데이터수정단계(s500)에서는 언더컷 방지 및 불필요한 부위의 제거를 위하여 치아와 잇몸 부분과 같은 경계부분, 구강 깊은 곳의 잇몸의 불필요한 부분 등에 대한 데이터를 조절하는 과정이다. 상기의 공정은 데이터상에서 경계부분 각도, 치수의 조절 등으로 이루어질 수 있다.
이후, 수정된 금형역설계데이터에 의한 금형 제작단계(s600) 및 상기 제작된 금형에 실리콘모재를 투여하여 마우스피스를 제조하는 마우스피스제조단계(s700)를 거쳐 사용자의 치아구조에 꼭 마우스피스를 제조하게 된다.
본 발명에 따르면, 치아와 잇몸 전체를 오차없이 기밀하게 감싸 교합력을 분산 흡수하며, 착용감을 극대화한 마우스피스를 제조할수 있게 된다.
즉, 본 발명은 착용자의 구강 구조에 따라 3D스캐닝과 역설계에 의한 금형제작을 통하여 오차를 최소화하여 제작되어 치아들 및 턱 관절을 보호할 수 있고 착용감이 뛰어날 뿐만 아니라 심리적인 안정감을 제공할 수 있는 마우스피스 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명을 첨부된 도면과 함께 설명하였으나, 이는 본 발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다. 또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다. 또한, 청구항 부호는 이해를 돕기 위한 것일 뿐 본 발명의 형상과 구조를 첨부된 도면에 한정한다는 뜻이 아니다.

Claims (1)

  1. 본 발명은 마우스피스의 제조방법에 관한 것으로서,
    레진베이스를 이용한 치아 본뜨기 단계(s100);
    상기 레진베이스를 이용한 본뜨기에 석고를 부어 치아형틀을 제작하는 단계(s200);
    치아형틀을 3D스캐너로 측정하는 3D스캐너 측정단계(s300);
    상기 3D스캐너에 의해 측정된 스캐닝데이터를 기초로 금형역설계데이터를 도출하는 금형역설계데이터 도출단계(s400);
    상기 금형역설계데이터에 대하여 언더컷 방지를 위한 데이터수정단계(s500);
    수정된 금형역설계데이터에 의한 금형 제작단계(s600);
    상기 제작된 금형에 실리콘모재를 투여하여 마우스피스를 제조하는 마우스피스제조단계(s700);
    를 포함하며,
    상기 레진베이스를 이용한 치아 본뜨기 단계(s100)에서, 상기 레진베이스는 아가 인상재, 알지네이트 인상재 및 아가-알지네이트 복합인상재 중 선택되는 하나이며, 상기 레진베이스로 치아의 측면과 잇몸 뿌리까지 본을 뜨고,
    상기 금형역설계데이터에 대하여 언더컷 방지를 위한 데이터수정단계(s500)에서, 구강 깊은 곳의 잇몸의 불필요한 부분에 대한 데이터를 수정하는 것을 특징으로 하는 마우스피스의 제조방법.
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