KR101961892B1 - 치태 제거 및 레진 연마용 버의 제조방법 - Google Patents

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KR101961892B1
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(주)덴바이오
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Abstract

본 발명은, 치아 표면에 형성된 치태 제거 및 레진(resin)의 연마, 치아 광택을 위해 저속 또는 고속으로 회전하는 회전체와 결합하여 작업 대상이 되는 대상체에 접촉하여 불필요한 부분을 연마 또는 제거시킬 수 있는 치태 제거 및 레진 연마용 버 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 치아 표면에 형성된 치태를 제거하거나, 치과 시술 시 수복되는 레진의 표면을 연마시키기 위하여 저속 또는 고속으로 회전하는 회전체에 결합시켜 사용하는 치태 제거 및 레진 연마용 버에 항균 성분을 포함함으로써, 치과 시술 시 연마과정 중 분사되는 물이나 구강 내에서 분비되는 타액(침)으로 인해 항균 성분이 방출되어 구강 내 잔존하는 세균의 감염 및 번식을 방지할 수 있다. 또한, 상기 치태 제거 및 레진 연마용 버를 광중합 반응으로 제조함으로써, 제품의 형태를 원하는 소정의 형태로 손쉽게 제조할 수 있으며, 제조 환경 조건 및 재료의 재질에 따른 용이하게 제조공정의 설정을 변경할 수 있다.

Description

치태 제거 및 레진 연마용 버의 제조방법{A Manufacturing method of bur for scaling and grinding resin}
본 발명은, 치아 표면에 형성된 치태 제거 및 레진(resin)의 연마, 치아 광택을 위해 저속 또는 고속으로 회전하는 회전체와 결합하여 작업 대상이 되는 대상체에 접촉하여 불필요한 부분을 연마 또는 제거시킬 수 있는 치태 제거 및 레진 연마용 버 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
구강은 호흡과 음식물 섭취를 위해 매우 중요한 기관이지만, 공기와 음식물을 통해 끊임없이 외부 환경에 노출되는 기관이기도 하다. 때문에, 양치질을 통해 구강의 청결을 유지하지 않으면, 치아와 잇몸 주변부에 치태와 치석이 생성되어 여러 질병이 발생될 수 있다.
구체적으로, 치태란 세균이나 세균의 대사물질 또는 숙주 생물의 타액으로 이루어진 아주 얇고 투명한 막으로서, 치아 표면에 형성되는 무색의 세균막을 의미한다. 상기 치태가 형성되면 그 내부의 세균은 숙주 생물이 섭취하는 음식물 등을 통해 공급되는 당분을 이용하여 기하급수적으로 번식하며, 이렇게 번식한 치태 속에 있는 세균은 잇몸을 상하게 하는 독소와 유리산소를 만들어 치아를 둘러싸고 있는 조직을 파괴한다. 이로 인해, 잇몸에 염증이 생겨, 잇몸이 빨갛게 되면서 쉽게 붓고 자주 피가 나게 되거나, 잇몸과 치아 사이(치은열구)에 그 틈이 벌어져 치주낭이라는 작은 주머니가 생길 수 있고, 여기에 치태가 쌓이게 되면 세균이 치근면을 따라 내려가 치아를 지탱하는 뼈를 파괴하여 심한 경우에는 치아를 상실하게 될 수도 있다.
또한, 치석이란 제거되지 않은 치태가 타액이랑 치은열구 내의 칼슘 또는 인 등의 무기질과 함께 침착되어 만들어진 것을 의미한다. 상기 치석은 약 75% 의 무기질과 약 6 내지 15% 의 유기물과 수분으로 이루어져 있다. 상기 치석은 그 자체가 잇몸에 자극을 주어 잇몸 염증을 일으키는 원인이 될 수도 있지만, 더욱 문제가 되는 것은 바로 세균으로 구성되는 치태의 온상이 된다는 것이다. 때문에, 한번 치석이 형성되면 치석 위에 치태가 쉽게 부착되어 치은 염증의 진행이 가속되고, 입 냄새가 나는 원인이 된다.
그러므로, 일반적으로 음식물 섭취 후 치아세정을 소홀히 하여 발생하는 치아질환과 잇몸질환들의 예방 및 개선을 위해, 치태와 치석을 효과적으로 제거하기 위한 세정활동이 요구되며, 그 중 하나로 치과용 버(dental bur)를 사용하여 치아의 표면에 형성된 치태, 치석을 제거할 수 있다.
일반적으로 치과용 버는 치과 치료 시, 저속 또는 고속으로 회전하면서 치아에 증착되어 있는 치석, 치태 및 다른 부착 이물질을 제거하거나, 치아의 상아질(dentin)과 법랑질(enamel), 또는 금속이나 세라믹으로 이루어진 인공 치아의 일부분을 삭제하거나 연마할 수 있다.
일반적으로 치과용 버로는 금속 또는 복합 소재가 혼합 재료를 통해 치아를 연마하는데, 통상적으로 텅스텐 카바이드(tungsten carbide) 버(이하, '카바이드 버'라 한다)와 다이아몬드 코팅 버(이하, '다이아몬드 버'라 한다)가 주로 사용되고 있다.
상기 카바이드 버는 경도가 매우 높아서 수명이 길다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 경도가 매우 높아 카바이드 버를 제조하기 위해서는 카바이드보다 경도가 높은 다이아몬드 휠을 사용하여야 하고, 제조과정이 어려우며, 정밀하고 미세한 날부의 제작이 어려워 날부가 거칠게 형성된다는 단점이 있다.
이로 인하여 날부가 거친 카바이드 버는 취성이 약한 치아를 연마할 때, 치아가 파손되는 위험이 있으며 동시에 많은 양의 치아를 연마하기에는 힘들다는 단점이 있다.
반면에 다이아몬드 버는 스테인리스 강재로 형성된 바디부에 연마하고자 하는 대상체와 접촉하는 부분에 다이아몬드 입자가 코팅된 코팅부가 형성된다. 다이아몬드 버는 다이아몬드 입자가 치아의 삭제 및 연마를 수행하므로 카바이드 버에 비해 날부가 미세하다는 장점이 있다. 그러나, 코팅부에 부착된 다이아몬드 입자가 치아 연마 시 쉽게 박리될 수 있으며, 이로 인하여 치과시술의 효율성이 저하될 수 있다.
즉, 기존의 다이아몬드 버는 코팅부의 다이아몬드 입자 이탈에 의해 수명이 결정되므로 수명이 비교적 짧은데, 다이아몬드의 코팅 비용으로 인해 제조 단가가 높다. 여기서, 다이아몬드 입자는 니켈 도금을 이용하여 코팅하는데, 멸균을 위해 고온에서 열처리를 반복하는 동안 니켈 도금층에 부식이 발생하면서 다이아몬드 입자가 쉽게 이탈할 뿐만 아니라, 니켈이 환자의 체내로도 유입될 위험성이 있다. 또한, 다이아몬드 버는 코팅된 다이아몬드 입자의 크기가 일정하지 않고 바디부에서 돌출된 높이 역시 일정하게 코팅되지 않으므로 정밀도가 낮아서 작업 후 표면의 끝선이 불규칙하고 표면 거칠기가 거칠어 진다.
기존의 치과용 버는 기계가공 또는 코팅 공정에 의해 제조되는데 가공 정밀도를 일정 이상 향상시키기 어려우며 기계가공이 용이한 소재만 사용할 수 있다는 제약이 있으며, 가공 속도가 느려 대량생산에 불리하다는 단점이 있었다.
등록특허 제1415387호(2014.06.27 등록)
본 발명은, 치아 표면에 형성된 치태를 제거하거나, 치과 시술 시 수복되는 레진의 표면을 연마시키기 위하여 저속 또는 고속으로 회전하는 회전체에 결합시켜 사용하는 치태 제거 및 레진 연마용 버 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 치태 제거 및 레진 연마용 버에 관한 것으로 바람직하게는 연마재, 광 개시제, 광중합 반응 단량체 및 항균물질을 포함하는 혼합물을 광조사하여 제조될 수 있다.
상기 광중합 반응 단량체는, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 (EGDMA), 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 (TEGDMA), 에톡실레이트 비스페놀 A 디메타크릴레이트 (Bis-EMA), 우레탄 디메타크릴레이트 (UDMA), 디펜타에릴트리톨 펜타아크릴레이트 모노포스페이트(dipentaerythritol pentaacrylate monophosphate, PENTA), 액상 실리콘(liquid silicon), 2-하이드로질에틸 메타크릴레이트(2-hydrozyethyl methacrylate, HEMA), 폴리알케노익산(polyalkenic acid) 및 비페닐 디메타크릴레이트(biphenyl dimethacrylate, BPDM)으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 연마재는, 산화알루미늄, 실리카, 글라스비드, 산화크롬, 탄산칼슘, 클레이, 실리케이트, 메타포스페이트, 피로인산칼슘, 중탄산나트륨, 벤토나이트, 카올린, 수산화알루미늄, 수산화인회석 및 인산수소칼슘으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 항균물질은, 불소 화합물, 은나노 입자, 나린진, 폴리리신, 나타마이신, 토코페롤, 테르펜, 파이오렌 추출물, 컴프리 추출물, 자몽종자 추출물 및 자몽 추출물로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태로는, 치태 제거 및 레진 연마용 버의 제조방법을 들 수 있는데, 연마재, 광 개시제, 광중합 반응 단량체 및 항균물질을 포함하여 혼합물을 제조하는 혼합단계; 소정의 형태로 형성된 몰드에 혼합물을 주입하는 주입단계; 및 상기 혼합물을 경화시키는 큐어링단계;를 포함한다.
상기 혼합단계는 용제에 광개시제를 용해시켜 제1 혼합물을 제조하는 제1 혼합단계; 상기 제1 혼합물에 광중합 반응 단량체를 투입한 후, 교반하여 제2 혼합물을 제조하는 제2 혼합단계; 및 상기 제2 혼합물에 연마재와 항균물질을 투입한 후, 교반하여 제3 혼합물을 제조하는 제3 혼합단계;를 포함하되, 상기 혼합단계는 암실상태에서 수행되는 것이 바람직하다.
상기 혼합단계는, 연마재 49 ~ 79 wt%, 광 개시제 0.01 ~ 0.1 wt%, 광중합 반응 단량체 20 ~ 50 wt% 및 항균물질 0.1 ~ 1 wt%의 함량비로 혼합하여 혼합물을 제조할 수 있다.
상기 주입단계는, 금속, 아크릴 또는 유리로 이루어진 소정의 형태의 몰드에, 0.1 ~ 0.25 MPa 진공 압력 분위기에서 혼합물을 주입하는 것이 바람직하며, 상기 큐어링단계는 상기 혼합물을 420 ~ 500 nm 파장의 LED 광원에 10 ~ 50 초간 노출시켜 경화시킬 수 있다.
본 발명은, 치아 표면에 형성된 치대를 제거하거나 치과 시술 시 수복되는 레진의 표면을 연마시키기 위하여 저속 또는 고속으로 회전하는 회전체에 결합시켜 사용하는 치태 제거 및 레진 연마용 버에 항균 성분을 더 포함함으로써, 연마과정 중 분사되는 물이나 구강 내에서 분비되는 타액(침)으로 인해 항균 성분이 방출되어 구강 내 잔존하는 세균의 감염 및 번식을 방지할 수 있다.
또한, 상기 치태 제거 및 레진 연마용 버를 광중합 반응으로 제조함으로써, 제품의 형태를 원하는 소정의 형태로 손쉽게 제조할 수 있으며, 제조 환경 조건 및 재료의 재질에 따른 용이하게 제조공정의 설정을 변경할 수 있다
도 1 내지 도 3은, 본 발명의 실시 형태에 따라 다양한 형태로 제조된 치태 제거 및 레진 연마용 버를 나타낸 사진이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서 내에서 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량)%, 고체/액체는 (중량/부피)% 그리고 액체/액체는 (부피/부피)%이다.
이하에서는 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버 및 이의 제조방법에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시 형태인 치태 제거 및 레진 연마용 버는, 치과 치료 시 저속 또는 고속으로 회전하는 회전체와 결합하여, 작업 대상이 되는 대상체에 접촉하여 연마 또는 제거하기 위한 것이다.
일 예로, 회전체에 결합된 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버를 결합하여, ⅰ)치아에 형성된 치태나 치석에 접촉하여 연마하여 제거하거나 ⅱ)치아 표면을 연마하여 윤을 내는 폴리싱(Polishing) 또는 ⅲ)치아의 손상 또는 결손된 부분을 수복하거나 치과용으로 사용되는 레진을 매끈하게 형성하기 위한 피니싱(Finishing)을 위해 사용할 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버는, 연마재, 경화 개시제, 광중합 반응 단량체 및 항균물질을 포함하는 혼합물을 광조사하여 제조된 것일 수 있다.
이 때, 사용되는 광중합 반응 단량체는, 통상적으로 광에 노출될 경우 광 개시제에 의하여 중합반응이 개시되어 단량체들이 서로 공중합됨으로써, 상기 혼합물이 경화되어 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버를 제조할 수 있다.
이 때, 사용되는 광중합 반응 단량체는, 통상적으로 광에 노출될 경우 광 개시제에 의하여 중합반응을 일으켜 경화를 통해 기계적 강도를 발휘할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용가능하며, 바람직하게는 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 (EGDMA), 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 (TEGDMA), 에톡실레이트 비스페놀 A 디메타크릴레이트 (Bis-EMA), 우레탄 디메타크릴레이트 (UDMA), 디펜타에릴트리톨 펜타아크릴레이트 모노포스페이트(dipentaerythritol pentaacrylate monophosphate, PENTA), 2-하이드로질에틸 메타크릴레이트(2-hydrozyethyl methacrylate, HEMA), 폴리알케노익산(polyalkenic acid) 및 비페닐 디메타크릴레이트(biphenyl dimethacrylate, BPDM)으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
더욱 바람직하게는 2,2-비스-(4-(2-히드록시-3-메타크릴로일옥시프로폭시)페닐)프로판 (Bis-GMA), 에톡실레이트 비스페놀 A 디메타크릴레이트 (Bis-EMA), 액상 실리콘(liquid silicon) 또는 우레탄 디메타크릴레이트 (UDMA)을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버(bur)가 회전체와 결합하여 회전운동을 통해 치아의 표면에 형성된 치태를 제거하거나, 치과 시술에서 수복된 레진의 표면을 매끄럽게 연마하기 위하여 상기 혼합물 내 연마재를 포함할 수 있다.
상기 연마재는 표면에 거칠기를 부여하여 연마하고자 하는 대상이 되는 대상체와 접촉하여 마찰을 통해 상기 대상체의 표면이 연삭, 연마될 수 있도록 일반적으로 의료용으로 사용되는 연마재이면 한정되지 않고 사용 가능 한데, 일 예로 산화알루미늄, 실리카, 글라스비드, 산화크롬, 탄산칼슘, 클레이, 실리케이트, 메타포스페이트, 피로인산칼슘, 중탄산나트륨, 벤토나이트, 카올린, 수산화알루미늄, 수산화인회석 및 인산수소칼슘으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 사용할 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버는, 치아의 표면에 형성된 치태, 치석 제거 또는 레진을 연마하는 폴리싱 또는 피니시 공정 후에, 피스 별 마모도가 0.2 g 이하인 것이 바람직하다. 이는 상기 폴리싱 피니시 공정 후에 상기 연마용 버의 마모도가 0.2 g을 초과하게 되면 상기 연마용 버가 쉽게 닳아 사용연한이 짧아질 뿐만 아니라, 시술 과정 중에 연마용 버가 마모됨으로써 탈리된 연마용 버를 이루는 물질이 구강 내 남아있을 수 있다.
또한, 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버는 저속 또는 고속으로 회전하는 회전체와 결합하여 치과 시술에 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기치태 제거 및 레진 연마용 버는 0.3 ~ 1.0 N 압력에서 평균 3,000 ~ 10,000 min-1(최고 15,000 min-1)의 회전 수로 회전하는 회전체와 결합하여 치과 시술 시, 치아 표면에 형성된 치태를 90 % 이상 제거할 수 있으며, 이 때 치아의 표면 거칠기는 15 nm 미만으로 형성될 수 있다.
상기 광 개시제는, 상기 광중합 반응 단량체를 중합 반응시키기 위한 개시제로서, 중합 반응에 사용되는 촉매의 종류에 따라 양이온 형성 메카니즘, 음이온 형성 메카니즘, 라디칼 형성 메카니즘 등으로 진행될 수 있으며, 이 중 라디칼 형성 메카니즘이 일반적으로 사용되며, 상기 광 개시제를 통해 생성된 양이온, 음이온, 라디칼을 통해 광중합 반응을 통해 중합 반응이 개시될 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버에 사용되는 광 개시제는 소정의 파장을 가진 광에 노출 시, 상기 광 개시제가 활성화되어 광중합 반응 단량체의 중합반응을 일으킬 수 있다.
일 예로, 소정의 파장을 가진 광원에 상기 혼합물이 노출되면, 상기 광 개시제가 라디칼(radical)을 생성하게 되고, 이 때 생성된 라디칼이 복수 개의 광중합 반응 단량체의 중합 반응을 개시하여 혼합물이 서서히 경화됨으로써, 원하는 형태의 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버는 치아 표면에 형성된 치태 또는 치석을 제거하거나, 수복된 레진을 연마하면서 상기 버(bur)에 포함된 항균성분이 타액(침)과 치과 시술 시 분사되는 물에 의하여 용해되면서 치아의 표면에 도포될 수 있다.
이렇게 도포된 항균 성분은 치태 또는 치석이 제거된 치아의 표면 또는 구강 내 잔존하는 세균의 감염 또는 번식을 억제시킴으로써, 치아 건강을 유지시킬 수 있다.
이 때, 사용되는 항균 성분은 물에 용해될 수 있는 수용성 성질을 가지고 있으면서, 구강 내 잔존하는 세균의 감염 또는 번식을 억제시키고, 치아의 우식성을 방지할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고 사용할 수 있다.
바람직하게는 상기 항균 성분으로 불소 화합물, 은나노 입자, 나린진, 폴리리신, 나타마이신, 토코페롤, 테르펜, 파이오렌 추출물, 컴프리 추출물, 자몽종자 추출물 및 자몽 추출물으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 더 바람직하게는 불소 화합물을 사용할 수 있다.
상기 연마재, 광 개시제, 광중합 반응 단량체 및 항균물질을 포함하는 혼합물은, 연마재 49 ~ 79 wt%, 광 개시제 0.01 ~ 0.1 wt%, 광중합 반응 단량체 20 ~ 50 wt% 및 항균물질 0.1 ~ 1 wt%를 포함하는 것이 바람직하며, 추가적으로 사용양태에 따라 일반적으로 의료용 기구를 제조하는데 사용되는 각종 반응 촉진제, 희석제, 첨가제, 용제 등을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 혼합물 내 광 개시제를 통해 개시되는 중합반응을 촉진하게 위한 촉진제 또는 혼합물의 점도를 조절하고 균질한 상태를 형성, 유지하기 위한 용제를 더 포함할 수 있으며, 이때 사용되는 촉진제로는 EDMAB(Ethyl 4-(dimethylamino)benzoate)를 사용할 수 있으며, 상기 용제로는 HEMA(2-hydroxyethyl methacrylate)를 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 상기 혼합물은 연마재 49 ~ 79 wt%, 광 개시제 0.01 ~ 0.1 wt%, 광중합 반응 단량체 20 ~ 50 wt% 및 항균물질 0.1 ~ 1 wt%에 추가적으로 촉진제 0.06 ~ 0.16 wt% 또는 희석제로 0.1 ~ 0.35 wt%를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버는, 사용하고자 하는 목적에 따라 다양한 형태로 제조될 수 있다.
일 예로, 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버는, 도 1과 같이 치아의 표면의 법랑질을 연마하여 치아에 광택을 부여하고 치과 시술의 마무리를 하기 위하여 디스크(Disk) 타입; 또는 치아의 결손부위에 치과용 레진 또는 시멘트를 수복한 다음 그 표면을 매끄럽게 다듬고 마무리 하기 위한 플레임(Flame) 타입; 또는 치아 사이에 형성된 치태 또는 치석을 제거하기 위한 컵(Cup) 타입;의 형태를 가질 수 있다.
상기 도 1 내지 3의 경우 본 발명의 상기 치태 제거 및 레진 연마용 버의 다양한 실시 형태 중 예에 불과하며 연마하고자 하는 대상체, 제거하고자 하는 물질이 형성된 형태, 구강 구조, 치아 형태 등 다양한 사용 양태 또는 사용 방법 등에 따라 바람직한 형태로 적절히 변경하여 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버가 제조될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 형태는, 치태 제거 및 레진 연마용 버의 제조방법에 관한 것으로, 바람직하게는 연마재, 광 개시제, 광중합 반응 단량체, 및 항균물질을 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합단계; 소정의 형태로 형성된 몰드에 혼합물을 주입하는 주입 단계; 및 상기 혼합물을 경화시키는 큐어링 단계;를 통해 상기 치태 제거 및 레진 연마용 버를 제조할 수 있다.
상기 혼합단계는, 혼합물을 균질하고 화학적으로 안정한 상태로 제조하기 위하여 용제에 광 개시제를 용해시켜 제1 혼합물을 제조하는 제1 혼합단계; 상기 제1 혼합물에 광중합 반응 단량체를 투입한 후, 교반하여 제2 혼합물을 제조하는 제2 혼합단계; 및 상기 제2 혼합물에 연마재와 항균 물질을 투입한 후, 교반하여 제3 혼합물을 제조하는 제3 혼합단계;를 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 제1 혼합단계를 통해 용제에 광 개시제를 용해시켜 제1 혼합단계를 제조할 수 있으며, 이 때 추가적으로 중합반응을 촉진시키기 위하여 촉진제를 더 포함할 수도 있다.
상기 제1 혼합물에 광중합 단량체를 혼합한 다음 믹서기를 사용하여 20 ~ 40 분 간 균질하게 혼합하여 제2 혼합물을 제조한 다음, 연마재와 항균 물질을 투입하여 50 ~ 70 분 동안 교반하여 제3 혼합물을 제조할 수 있다.
구체적으로 상기 제2 혼합단계 및 상기 제3 혼합단계는, 진공압력 하에서 혼합하는 것이 바람직하며, 이는 혼합과정 중에서 혼합물 내부에 공기가 혼입되는 것을 방지하기 위함이다. 만약 상기 혼합과정 중에 혼합물 내부에 공기가 인입되게 되면 후속공정으로 혼합물을 경화 시, 경화과정(gel point)에서 중합 반응이 빠르게 진행되지 않아 응력이 분산되면서 경화되기 때문에 혼합물의 중합반응을 통해 제조된 경화물의 물리적 물성이 저하될 수 있기 때문이다.
바람직하게는 상기 제2 혼합단계 및 제3 혼합단계는, 각각의 단계에 광중합 반응 단량체, 연마제 또는 항균물질을 더 투입하여 균질한 혼합물을 제조하기 위하여 10 ~ 70 RPM으로 50 ~ 70 ℃ 온도, 0.05 ~ 0.15 MPa 진공 압력 환경에서 교반할 수 있다. 또한, 상기 제2 혼합단계 및 제3 혼합단계의 교반 시간은 각각의 제2 혼합물 및 제3 혼합물이 균질한 상태가 될 때까지 혼합하는 것이 바람직하며, 계절에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
한편, 제3 혼합단계에서 제2 혼합물에 투입되는 연마재로 단일성분의 연마재를 사용하는 경우가 아닌, 둘 이상의 성분을 혼합한 혼합연마재를 사용할 경우 믹서기를 통해 50 ~ 60 분 동안 혼합하여 균질한 상태의 혼합 연마재를 투입하는 것이 바람직하다.
상기 혼합단계는 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버를 제조하는 재료인 혼합물을 제조하기 위한 것으로, 각각의 제1 혼합단계, 제2 혼합단계, 제3 혼합단계의 혼합 속도, 교반 시간, 온도, 압력 등은 화학적 안정성을 유지하면서 균질한 상태의 혼합물을 제조하기 위한 것으로, 앞서 제한한 바람직한 범위를 벗어나게 되는 경우 혼합물이 균질하게 혼합되지 않거나 혼합물의 성질이 변성되거나, 물성이 저하될 수 있다.
바람직하게는 상기 혼합단계에서 사용되는 용제, 연마재, 광 개시제, 광중합 반응 단량체, 항균물질의 함량은 제조된 혼합물의 전체 중량을 기준으로 용제 0.1 ~ 0.35 wt%, 연마재 49 ~ 79 wt%, 광 개시제 0.01 ~ 0.1 wt%, 광중합 반응 단량체 20 ~ 50 wt% 및 항균물질 0.1 ~ 1 wt%일 수있다.
또한, 상기 혼합단계에서 제조되는 혼합물은 광에 노출시 경화되는 특성이 있으므로 암실상태에서 수행되는 것이 바람직하다. 만약 혼합단계를 수행하는 도중 광에 노출되게 되면, 광 개시제로 인하여 광중합 반응 단량체가 경화 반응이 진행되고 이로 인해 혼합물의 물성이 변성되거나 불균질한 혼합물이 제조될 수 있다.
상기 주입 단계는, 소정의 형태로 형성된 몰드에 상기 혼합물을 주입하는 단계로 바람직하게는 금속, 아크릴 또는 유리로 이루어진 소정의 형태의 몰드에, 0.1 ~ 0.25 MPa 진공 압력 분위기에서 혼합물을 주입하는 것이 바람직하다.
상기 소정의 형태를 가진 몰드는, 앞서 언급한 바와 같이 도 1 내지 도 3과 같은 형태일 수도 있고, 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버를 사용하는 양태 또는 사용하는 대상에 따라 적절한 형태를 가지는 몰드를 사용하는 것이 바람직하다.
이 때, 몰드 내 혼합물을 주입시 0.1 ~ 0.25 MPa 진공 압력을 가하면서 주입하는 것이 바람직하다. 이는 진공압력 하에서 몰드 내 혼합물을 주입함으로써, 혼합물 내부에 기포 또는 기공이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
만약, 상기 주입단계에서 혼합물을 주입 시 몰드 내 충진된 혼합물 내부에 기포 또는 기공이 형성되게 되면, 혼합물이 경화과정(gel point)에서 중합 반응이 빠르게 진행되지 않아 응력이 분산되면서 경화되기 때문에 혼합물의 중합반응을 통해 제조된 경화물의 물리적 물성이 저하될 수 있다. 또한, 형성된 기포 또는 기공으로 인해 표면이 매끈해지지 않아 회전체와 결합시켜 연마시 원하는 형상으로 연마되지 않을 뿐만 아니라, 연마가 완료된 대상체의 표면이 평평하지 않을 수 있다.
또한, 상기 주입단계에서 중 추가로 소포제 사용이나 탈포과정이 필요 없이 몰드 내 혼합물을 주입할 수 있어 공정 단계를 단순화시킬 수 있고, 제조비용을 절감시킬 수 있다.
상기 주입단계를 통해 몰드 내 혼합물을 주입한 다음, 혼합물을 경화시키는 큐어링 단계를 통해 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버를 제조할 수 있다.
상기 큐어링 단계는, 상기 혼합물을 소정의 파장을 가진 광에 노출시켜 경화시키는 단계로, 바람직하게는 상기 몰드 내 충진된 혼합물을 LED 광원에 노출시켜 경화시킬 수 있다. 이때, 사용되는 LED 광원은 치과 시술 시, 치과용 레진이나, 치아의 표면에 도포제를 도포시키거나 코팅하여 경화시킬 때 사용되는 것으로, 바람직하게는 420 ~ 500 nm 파장의 LED 광원에 10 ~ 50 초간 노출시켜 경화할 수 있다.
이에, 상기 큐어링 단계를 통해 몰드 내 충진된 혼합물을 경화시킴으로써, 상기 몰드의 형태에 따라 혼합물이 경화됨으로써, 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버를 제조할 수 있다.
이와 같이 제조된 상기 치태 제거 및 레진 연마용 버는 회전체에 결합시켜 회전운동을 통해 치아의 표면에 형성된 치태 또는 치석을 제거하고, 치아의 표면을 연마하여 광택을 부여하는 폴리싱(Polishing) 또는 치아의 손상 또는 결손된 부분을 수복하거나 치과용으로 사용되는 레진을 매끈하게 형성하기 위한 피니싱(Finishing)을 할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 치태 제거 및 레진 연마용 버에 항균 성분을 포함함으로써, 치과 시술 시 연마과정 중 분사되는 물이나 구강 내에서 분비되는 타액(침)으로 인해 항균 성분이 방출되어 구강 내 잔존하는 세균의 감염 및 번식을 방지할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
[제조예]
연마용 버의 제조
고체 믹서기에 산화알루미늄과 실리카를 투입한 다음, 30 rpm 속도로 60 분 동안 균질하게 혼합되도록 교반하여 연마재를 준비하였다.
빛에 노출되지 않도록 암실상태에서 용제인 HEMA에 광 개시제(캠포퀴논) 및 촉진제(EDMAB)을 투입하여 용해시켜 제조된 제1 혼합물을 제조하였다. 제조된 제1 혼합물과 광중합 반응 단량체(UDMA)를 진공 믹서기(평균 60 ℃ 온도, 0.1 MPa 진공압력)에 투입한 후, 30 분 동안 교반한 다음, 앞서 준비된 연마재와 항균물질(NaF 파우더)를 추가하여 60분 동안 교반하여 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3 혼합물을 제조하였다.
상기 혼합물을 제조 시 투입된 연마재, 용제, 광중합 반응 단량체, 항균물질의 함량은 하기 표 1과 같다.
제조된 혼합물은 0.15 MPa 진공압력으로 몰드에 주입한 다음, 450 nm의 LED 광원에 30 초간 노출시켜 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 연마용 버를 제조하였다.
비교예 1 비교예 2 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 3
연마재 산화
알루미늄		 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00 60.00
실리카 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00
용 제 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
광 개시제 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05
촉진제 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
광중합
반응 단량체		 34.60 34.55 34.50 34.30 33.60 33.10
항균 물질 - 0.05 0.10 0.30 1.00 1.50
합 계 100 100 100 100 100 100
(단위 : wt% )
[실험예 1]
항균평가
대장균(Escherichia coli ATCC 8739) 및 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538p)을 사용하여 상기 제조예에서 제조된 연마용 버의 항균성을 평가하였다.
제조된 연마용 버의 항균효과를 평가하기 위해 JIS Z 2801 : 2012 시험방법에 따라 실시하였다. 시편은 상기 제조예에서 제조된 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 혼합물을 플랫 형태의 몰드에 투입하여 평평한 플랫 형태의 시편을 제조하였다. 시험 균주로는 대장균(Escherichia coli ATCC 8739) 및 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538p)을 접종하고 35±1 ℃, 상대습도 90 % 이상에서 24±1 시간 배양하였다. 준비된 시험균액 0.4 ml을 petri dish 안에 놓여진 각 시편의 시험면 위에 접종하고 그 위에 필름을 ?F어 시험균액이 각 시편 위에 골고루 퍼지도록 하였다. Petri dish 마개를 닫고 배양하였다.
배양 이후 각 시편에서 균을 회수하는 방식으로 균을 회수한 다음, 회수된 균액은 plate count agar를 이용하여 35±1 ℃ 40 ~ 48시간동안 배야 후 3.2.1 항에 따라 생균 수를 측정하였다. 한편 대조군으로 항균물질이 포함되지 않은 비교예 1의 생균 수와 비교하여 항균활성치를 계산하였다.
생균 수는 N = (C × D × V) / A … 식(1)을 통해 측정하였다.
상기 N은 생균 수 (시험편 1개 당), C는 집락수(2매의 집락 수 평균치), D는 희석배수(희석액의 희석배수), V는 균액 회수에 사용된 SCDLP 배지의 액량(ml), A는 피복필름의 표면적(cm2)이다.
항균 활성치는 R = (Ut-Uo)-(At-U0) = Ut - At … 식(2)을 통해 측정하였다.
상기 R은 항균활성치이며, Uo는 대조군의 접종직후 생균수의 로그값 평균치, Ut는 대조군의 24시간 후 생균수의 로그값 평균치, At는 측정하고자 하는 시험편의 24시간 후 생균수의 로그값 평균치이다.
균 종류 생균수 (CFU/cm2) 항균활성치
(log)
초기 24시간 후
비교예 1 대장균(E. coli) 1.1×104 9.4×105 -
포도상구균(S. aureus) 1.4×104 1.1×105 -
비교예 2 대장균(E. coli) 1.1×104 1.5×105 -
포도상구균(S. aureus) 1.4×104 9.8×104 -
실시예 1 대장균(E. coli) 1.1×104 0.63 5.7
포도상구균(S. aureus) 1.4×104 0.63 5.1
실시예 2 대장균(E. coli) 1.1×104 0.63 6.2
포도상구균(S. aureus) 1.4×104 0.63 5.2
실시예 3 대장균(E. coli) 1.1×104 0.63 6.4
포도상구균(S. aureus) 1.4×104 0.63 5.1
비교예 3 대장균(E. coli) 1.1×104 0.63 6.4
포도상구균(S. aureus) 1.4×104 0.63 5.3
상기 표 2의 결과를 살펴보면, 항균물질이 없는 비교예 1 및 항균물질의 함량이 미미한 비교예 2에 비하여 실시예 1 내지 3 및 비교예 3의 경우에는 대장균 및 포도상구균에 대한 높은 항균력이 있음을 확인할 수 있었다.
[실험예 2]
마모도 평가
상기 제조예에서 제조된 실시예 1 내지 3 및 비교예 3의 연마용 버의 마모도를 측정하기 위하여 먼저, 연마용 버의 질량을 측정한 다음, 회전체인 핸드피스에 결합하여 1 um의 거칠기를 가진 치과용 레진 표면에 1회에 0.5 N 압력으로, 5,000 min-1 속도로, 30초간 수행하였으며, 이를 100회 반복한 다음, 연마용 버의 질량을 측정하여 질량 감소량을 측정하였다.
연마용 버의 질량 감소율의 기준은 100 회 연마를 실시 후, 연마용 버의 질량 감소량은 0.2 g 이하이다.
질량감소량
(연마 전 연마용 질량 - 100회 연마 후 버 질량)
실시예 1 0.11
실시예 2 0.13
실시예 3 0.17
비교예 3 0.24
(단위 : g)
상기 표 3의 결과를 살펴보면, 실시예 1 내지 3은 100회 연마를 실시한 후에도 0.2 g 이하의 질량 감소량을 보인 반면에 항균물질의 함량이 상대적으로 높은 비교예 3은 0.24 g의 질량 감소량을 보여 기준을 만족하지 못하였다.
이는 상대적으로 혼합물 내 항균물질의 함량이 높고, 단량체의 함량이 낮아 제조된 연마용 버의 물성 저하로 인하여 내구연한이 저하됨을 확인할 수 있었다.
따라서 상기 실험예 1 및 2의 결과를 살펴보면, 본 발명의 치태 제거 및 레진 연마용 버의 경우 혼합물 내 바람직한 함량 범위로 포함된 연마재, 광 개시제, 광중합 반응 단량체 및 항균물질을 포함함으로써, 항균 특성을 가짐을 확인할 수 있었으며 이로 인해 연마과정 중 분사되는 물이나 구강 내에서 분비되는 타액(침)으로 인해 항균 성분이 방출되어 구강 내 잔존하는 세균의 감염 및 번식을 방지할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
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Claims (9)

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  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 연마재 49 ~ 79 wt%, 광 개시제 0.01 ~ 0.1 wt%, 광중합 반응 단량체 20 ~ 50 wt%, 항균물질 0.1 ~ 1 wt% 및 촉진제 EDMAB(ethyl 4-dimethylaminobenzoate) 0.06 ~ 0.16 wt%를 HEMA 용제와 혼합하여 혼합물을 제조하는 혼합단계;
    금속, 아크릴 또는 유리로 이루어진 소정의 형태의 몰드에, 0.1 ~ 0.25 MPa 진공 압력 분위기에서 혼합물을 주입하는 주입단계; 및
    상기 혼합물을 420 ~ 500 nm 파장의 LED 광원에 10 ~ 50 초간 노출시켜 경화시키는 큐어링단계;를 포함하고,
    상기 혼합단계는 암실상태에서 수행되며,
    상기 광중합 반응 단량체는, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 (TGDMA), 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 (TEGDMA), 에톡실레이트 비스페놀 A 디메타크릴레이트 (Bis-EMA), 우레탄 디메타크릴레이트 (UDMA), 디펜타에릴트리톨 펜타아크릴레이트 모노포스페이트(dipentaerythritol pentaacrylate monophosphate, PENTA), 액상 실리콘(liquid silicon), 2-하이드로질에틸 메타크릴레이트(2-hydrozyethyl methacrylate, HEMA), 폴리알케노익산(polyalkenic acid) 및 비페닐 디메타크릴레이트(biphenyl dimethacrylate, BPDM)으로 이루어지는 아크릴레이트 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상이고,
    상기 연마재는, 산화알루미늄, 실리카, 글라스비드, 산화크롬, 탄산칼슘, 클레이, 실리케이트, 메타포스페이트, 피로인산칼슘, 중탄산나트륨, 벤토나이트, 카올린, 수산화알루미늄, 수산화인회석 및 인산수소칼슘으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함하며,
    상기 항균물질은, 불소 화합물, 은나노 입자, 나린진, 폴리리신, 나타마이신, 토코페롤, 테르펜, 파이오렌 추출물, 컴프리 추출물, 자몽종자 추출물 및 자몽 추출물로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 포함하고,
    상기 혼합단계는, HEMA 용제에 광개시제 및 EDMAB 촉진제를 용해시켜 제1 혼합물을 제조하는 제1 혼합단계; 상기 제1 혼합물에 광중합 반응 단량체를 투입한 후, 교반하여 제2 혼합물을 제조하는 제2 혼합단계; 및 상기 제2 혼합물에 연마재와 항균물질을 투입한 후, 교반하여 제3 혼합물을 제조하는 제3 혼합단계;를 포함하고,
    상기 제2 혼합단계 및 제3 혼합단계는, 10 ~ 70 RPM으로 50 ~ 70 ℃ 온도, 0.05 ~ 0.15 MPa 압력에서 교반되는 것을 특징으로 하는, 치태 제거 및 레진 연마용 버의 제조방법.
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