KR102036169B1 - 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치 - Google Patents

치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치 Download PDF

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KR102036169B1
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고경탁
조영옥
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(주)폴리바이오텍
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Abstract

본 발명은 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산업현장에서 이미 검증 된 플라즈마의 특성(유기물 제거, 가교반응, 식각반응, 표면화학반응에 의한 구조변화, 살균효과, 젖음성, 접착성, 결합성, 생체 적합성, 표면강화, 표면 열저항성의 개질, 살균, 유해 단백질/박테리아 제거 등)을 적용한 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치에 관한 것이다.

Description

치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치{Low pressure plasma surface treatment device for dental implant}
본 발명은 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산업현장에서 이미 검증 된 플라즈마의 특성(유기물 제거, 가교반응, 식각반응, 표면화학반응에 의한 구조변화, 살균효과, 젖음성, 접착성, 결합성, 생체 적합성, 표면강화, 표면 열저항성의 개질, 살균, 유해 단백질/박테리아 제거 등)을 적용한 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 치과 치료에 있어서 충치 또는 기타 사유에 의해 발치된 후 치아를 대체하기 위한 인공 치아로 임플란트가 사용된다.
인공치아로 사용되는 임플란트는 인체에 전혀 해가 없는 재료를 사용하게 되며, 뼈와 잇몸이 없는 부분에 대해서 미용뿐만 아니라 기능까지 회복시키는 치료를 하게된다. 이런 임플란트를 이용한 치료로 인하여 기존의 치료방법으로는 불가능했던 치료가 가능해져서, 더 편안하고 안정감 있는 회복으로 삶의 질을 높일 수 있는 장점이 있다.
치과에서 사용하는 치과용 임플란트는 발치된 치아자리에 픽스쳐를 골내에 식립하여 고정한 후, 자연치아 형태의 크라운을 결합하여 치아 기능을 수행하도록 하는 인공치아를 일컫는다. 또한 임플란트는 자연치아와 동일한 형상이며 충치가 발생하지 않으므로 반영구적으로 사용할 수 있다.
임플란트는 치조골에 식립되는 픽스쳐와, 자연치아 형상의 크라운과, 픽스쳐와 크라운을 결합하는 어버트먼트로 이루어져 있는데, 픽스쳐는 골융합이 우수한 타이타늄 또는 타이타늄 합금으로 제조된다.
임플란트의 적절한 소재로서 다양한 금속 및 합금의 개발이 시도되고 있으나, 현재는 타이타늄 금속이나 타이타늄 합금이 주로 이용되고 있다. 여기서, 상기 타이타늄 또는 타이타늄 합금은 가공이 용이할 뿐만 아니라 인간의 생체 조직에 대한 높은 생체 친화성, 높은 기계적 강도 및 생체 불활성을 가진다.
그러나, 타이타늄 및 그의 합금 자체는 인체에 이식시 골융합(osteointegration)에 시간이 오래 걸리고, 산화 피막이 생성되어 타금속에 비해 안정성이 확보되긴 하지만 최근들어서 이보다 더욱 개선된 인체 안정성 확보에 대한 필요성이 요구되고 있다.
이러한 단점을 보완하기 위하여 타이타늄 및 티타튬 합금 재료의 표면을 적절히 처리함으로써 골융합을 강화할 수 있는 기술들이 개발 및 적용되고 있다. 상세히, 골융합 속도와 품질은 표면 조성, 표면 거칠기, 친수성 등과 같은 임플란트의 표면 특성 및 화학적 조성과 밀접한 관계가 있다. 특히, 친수성이 높은 표면을 가진 임플란트가 생체 용액, 세포 및 조직들과의 상호 작용에 유리한 것으로 알려져 있다.
치과용 임플란트의 시술은 잇몸을 절개한 후 치조골을 노출시킨 상태에서 픽스쳐를 식립한 다음, 다시 잇몸을 봉합한다. 이후 픽스쳐와 치조골이 완전한 골융합이 이루어지게 되면 픽스쳐에 어버트먼트를 고정하고, 어버트먼트를 매개로 하여 자연치아 형태의 크라운을 결합하게 된다.
이와 같은 치과용 임플란트 시술의 성공여부는 타이타늄 재질의 픽스쳐와 치조골 사이에 완전한 골 융합이 이루어지는 여부에 따라 결정된다.
픽스쳐의 외부 표면에는 골 융합을 증진시키기 위한 방법으로서 SLA 등 다양한 표면처리가 수행되고 있다.
임플란트 표면처리(Implant Surface Treatment) 방법으로는 machined surface와 TPS, HA coating의 시기를 거쳐 RBM시대를 기반으로 SLA, SLActive 및 Fluoride, 각종 이온주입 등 다양한 표면활성화 기술이 선보이고 있다.
RBM과 함께 각광받고 있는 표면처리법은 SLA(Sandblast Large grit Acid etch)로 이는 RBM처럼 입자로 sand blasting 처리 후 여러 종류의 산으로 처리하는 방식이다. 입자의 크기나 종류, 그리고 처리하는 산의 종류에따라 여러 복잡한 공정이 필요하다. 따라서 같은 SLA라고 통칭하더라도 실상은 그 차이는 RBM과 SLA의 차이만큼이나 다양한 격차가 존재한다.
RBM에서 SLA로 그리고 HA표면처리나 양극산화법과 같이 임플란트 표면을 물리 화학적인 방법으로 개선하여 임플란트 표면을 활성화하려는 연구개발 외에도 최근에는 골 형성 세포의 부착을 증진하는 합성펩타이드나 BMP-2등 골 형성 단백질 등을 임플란트 표면에 적용하여 골조직 반응을 향상시키기 위한 바이오 기술을 개발하고자 하는 다양한 시도를 진행하고 있으나 임상에 적용하기까지는 다소 시간이 필요하다.
이와 같이 표면처리된 임플란트는 저작기능을 회복하기 위한 성공적 시술과정도 중요하지만, 시술 후 임플란트의 표면을 청결한 상태로 유지하는 것이 중요하다.
임플란트와 관련된 합병증의 원인으로는 보철적 요인, 수술적 요인, 염증성 요인 등이 있으며, 이들 중 염증적 요인이 주요 원인으로 보고되고 있다. 구강내로 노출된 매식체의 표면에는 세균들이 번식하기 쉬운 환경에 노출되어 있고, 이 세균들은 자연치아와 동일하게 치조골에 염증을 유발하여 치과 질환을 일으킨다.
이와 같이 임플란트 주위염 발생시 종래의 임플란트 표면처리는 골 유착 성능을 향상시키기 위해 표면의 거칠기를 높이는 방안으로 진행되고 있는데, 임플 란트 주위염의 원인이 되는 박테리아 부착 성능 또한 증대되기 때문에 임플란트 주위염이 발생시 표면에 붙은 박테리아를 완전히 제거하기 힘든 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 10-2011-0054556 대한민국 공개특허 10-2008-0105304 대한민국 공개특허 10-2007-0029912
본 발명은 산업현장에서 이미 검증 된 플라즈마의 특성(유기물 제거, 가교반응, 식각반응, 표면화학반응에 의한 구조변화, 살균효과, 젖음성, 접착성, 결합성, 생체 적합성, 표면강화, 표면 열저항성의 개질, 살균, 유해 단백질/박테리아 제거 등)을 적용하여 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본발명은 임플란트 친수성 표면개질에 적용하여, 빠른 골융합을 유도하고, 초기 골융합의 안정성을 확보해 시술의 성공과 빠른 회복을 가능하게 하는 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 2종의 가스를 혼합할 수 있는 가스 혼합 및 제어가 가능하고, 저압 챔버와 구동 및 제어 모듈이 통합된 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치는 내부에 수용공간이 형성된 본체; 본체의 수용공간에 내장되고, 내부에 표면처리대상물을 수용할 수 있도록 표면처리공간부가 마련되며, 상기 표면처리대상물을 상기 표면처리공간부로 투입할 수 있도록 일 측 단부에 개구부가 형성 및 상기 개구부가 상기 본체 외부로 노출되게 설치되는 원통 형상의 챔버; 상기 챔버 내부에 장착되고, 복수개의 상기 표면처리대상물을 거치할 수 있도록 형성된 거치부; 상기 챔버의 개구부를 개폐하도록 상기 챔버의 단부에 결합되는 커버; 상기 챔버 내부의 공기를 흡입하는 진공펌프; 상기 챔버 내부의 진공압을 측정하는 진공압게이지; 상기 챔버 내부의 온도를 측정하는 온도센서; 상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스공급부; 상기 챔버 내부를 환기시키는 환기부; 상기 챔버의 상부와 하부에 서로 이격되게 배치되 제1전극부 및 제2전극부를 포함하는 전극부와, 상기 전극부에 전력을 공급하는 전원부를 포함하는 플라즈마 구동부; 상기 플라즈마 구동부의 동작을 제어하는 컨트롤러;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 가스공급부는 플라즈마 발생을 위한 제1가스와 제2가스를 각각 저장하는 제1가스저장부 및 제2가스저장부와, 상기 제1가스저장부 및 제2가스저장부에 각각 연결되는 제1가스공급관 및 제2가스공급관과, 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스저장부 및 상기 제2가스저장부에서 각각 공급되는 제1가스 및 제2가스의 압력을 조정하는 제1레귤레이터 및 제2레귤레이터와, 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스저장부와 상기 제2가스저장부 측으로 상기 제1가스와 상기 제2가스가 역류하는 것을 방지하는 제1체크밸브 및 제2체크밸브와, 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관의 유로를 개폐하는 제1개폐밸브 및 제2개폐밸브와, 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관을 따라 흐르는 상기 제1가스와 상기 제2가스의 유량을 조정하는 제1유량조정부 및 제2유량조정부와, 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에서 각각 공급되는 상기 제1가스와 상기 제2가스를 혼합하여 상기 챔버 내부로 혼합된 가스를 배출하는 가스혼합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가스혼합부로부터 상기 챔버 내부의 공간부로 공급되는 가스를 상기 챔버 내부로 분산시킬 수 있도록 상기 챔버 내부의 상기 가스혼합부의 토출구 전방에 설치되는 가스분산부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 가스분산부는 상기 가스혼합부의 토출구를 향하는 일 측으로부터 상기 챔버의 개구부 측을 향하는 타 측으로 갈수록 직경이 확장되게 형성된 갓부와, 상기 갓부를 상기 챔버의 내주면으로부터 이격되게 지지하도록 일 단이 상기 갓부에 연결되고 타 단이 상기 챔버의 내주면에 접하도록 설치되는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 커버에는 상기 챔버의 개구부 측 단부에 밀착되어 상기 챔버 내부의 표면처리공간부를 밀폐시키도록 탄성 변형 가능하게 형성된 패킹부가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 거치부는 상기 챔버의 깊이보다 짧은 길이와, 상기 챔버의 직경에 보다 좁은 폭을 갖는 사각 형상으로 형성되고, 상기 챔버 내부에 거치시 상기 챔버의 내주면에 대해 상기 거치부가 미끄러져 상기 거치부가 기울어지는 것을 방지하도록 상기 챔버의 내주면에 접하는 상기 거치부의 서로 대향되는 양측 가장자리에 슬립방지패드가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치는 임플란트의 표면처리에 있어서 유기물 제거, 가교반응, 식각반응, 표면화학반응에 의한 구조변화, 살균효과, 젖음성, 접착성, 결합성, 생체 적합성, 표면강화, 표면 열저항성의 개질, 살균, 유해 단백질/박테리아 제거 등의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 임플란트 친수성 표면개질에 적용하여, 빠른 골융합을 유도하고, 초기 골융합의 안정성을 확보해 시술의 성공과 빠른 회복을 가능하게 하는 장점이 있다.
그리고, 본 발명은 공정 조건과 목적에 따라 플라즈마 발생 가스와 반응성 가스를 별도로 공급할 수 있도록 2Ch의 가스 인입부를 구성 및 인입된 가스가 진공 챔버에 공급되기 전에 정밀히 혼합 될 수 있도록 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치의 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치의 일부를 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치의 일부를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치의 가스공급부를 나타낸 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치의 플라즈마 구동부 및 컨트롤러를 나타낸 블록도.
도 7은 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치의 거치부의 다른 실시 예를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 7에는 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치는 본체(10)와, 챔버(20)와, 거치부(30)와, 커버(40)와, 진공펌프(50)와, 진공압게이지(60)와, 가스공급부(70)와, 환기부(80)와, 플라즈마 구동부(90)와, 컨트롤러(100)를 포함하여 구성된다.
본체(10)는 내부에 수용공간이 형성된 사각 박스 형상으로 형성되고, 전면 측에는 챔버(20)의 일 측이 본체(10) 외부로 노출되게 장착할 수 있도록 원형의 장착구가 형성된다. 그리고, 본체(10)의 후면 측에는 가스공급부(70)의 배관 조인트, 진공펌프(50)의 배관 조인트, 환기부(80)의 배관 조인트가 설치된다. 본체(10) 내부에는 본체(10) 내부를 냉각시기키 위한 냉각팬(15), 전원부(16,17), 컨트롤러(100)가 내장된다. 또한, 본체의 전면에는 제1 및 제2유량조정부와, LCD디스플레이(110) 및 각종 표시용 LED, 조작 버튼들이 배치된다.
챔버(20)는 본체(10)의 수용공간에 내장되고, 내부에 제1가스, 제2가스, 표면처리대상물(5)을 수용 및 표면처리대상물(5)의 표면처리를 위한 플라즈마가 발생 및 생성될 수 있도록 표면처리공간부(21)가 마련되며, 표면처리대상물(5)을 표면처리공간부(21)로 투입할 수 있도록 일 측 단부에 개구부가 형성된다. 챔버(20)는 원통 형상으로 형성되며, 본체(10)에 구비된 장착구에 개구부가 형성된 일 측이 본체(10) 외부로 노출되게 설치된다.
챔버(20)는 투명한 석영 튜브(Quartz Tube)를 사용하여 표면처리대상물(5)의 표면처리 상태나 플라즈마 발생을 작업자가 직접 확인할 수 있도록 구성할 수 있다.
거치부(30)는 챔버(20) 내부에 수평방향으로 장착되고, 복수개의 표면처리대상물(5)을 거치할 수 있도록 형성된다. 거치부(30)는 챔버(20)의 길이보다 짧은 길이를 갖고, 챔버(20)의 직경보다 좁은 폭을 갖는 사각의 평판 구조를 가진다. 거치부(30)는 유리소재로 형성된다.
그리고, 거치부(30)는 챔버(20) 내부에 수평으로 거치시 챔버(20)의 내주면에 대해 거치부(30)가 미끄러져 거치부(30)가 기울어지는 것을 방지하도록 챔버(20)의 내주면에 접하는 거치부(30)의 서로 대향되는 양측 가장자리 또는 폭 방향 양측 가장자리 각각 슬립방지패드(31)가 더 구비된다. 슬립방지패드(31)는 챔버(20)의 내주면에 대한 마찰력을 높일 수 있게 고무소재를 적용할 수 있다.
커버(40)는 챔버(20)의 개구부를 개폐하도록 챔버(20)의 단부에 결합되는 것으로서 챔버(20)의 단면 형상과 대응되게 원형으로 형성되며, 챔버(20)의 단부를 일부 감싸도록 형성된다.
상기 커버(40)에는 상기 챔버(20)의 개구부 측 단부에 밀착되어 상기 챔버(20) 내부의 표면처리공간부(21)를 밀폐시키도록 탄성 변형 가능하게 형성된 패킹부(41)가 구비된 것을 특징으로 한다.
진공펌프(50)는 일 단이 챔버(20)에 연결되고 타 단이 본체(10)의 후면 측으로 연장된 진공배관(51)에 연결되어 챔버(20) 내부의 공기를 흡입하여 챔버(20) 내부공간을 진공 상태로 만든다. 진공배관에는 컨트롤러(100)에 의해 동작이 제어되는 개폐밸브가 설치된다.
진공압게이지(60)는 진공배관 상에 설치되어 챔버(20) 내부의 진공압을 측정하며, 측정된 진공압 정보를 컨트롤러(100)로 송출한다.
온도센서(61)는 챔버(20)의 후단측에 설치되어 챔버(20) 내부공간의 온도를 측정하며, 측정된 온도를 컨트롤러(100)로 송출한다.
가스공급부(70)는 챔버(20) 내부로 가스를 공급하는 것으로서, 플라즈마 발생을 위한 제1가스와 제2가스를 각각 저장하는 제1가스저장부(71) 및 제2가스저장부(72)와, 제1가스저장부(71) 및 제2가스저장부(72)에 각각 연결되는 제1가스공급관 및 제2가스공급관과, 제1가스공급관 및 제2가스공급관에 각각 설치되어 제1가스저장부(71) 및 제2가스저장부(72)에서 각각 공급되는 제1가스 및 제2가스의 압력을 조정하는 제1레귤레이터(73) 및 제2레귤레이터(74)와, 제1가스공급관 및 제2가스공급관에 각각 설치되어 제1가스저장부(71)와 제2가스저장부(72) 측으로 제1가스와 제2가스가 역류하는 것을 방지하는 제1체크밸브(75) 및 제2체크밸브(76)와, 제1가스공급관 및 제2가스공급관에 각각 설치되어 제1가스공급관 및 제2가스공급관의 유로를 개폐하는 제1개폐밸브 및 제2개폐밸브와, 제1가스공급관 및 제2가스공급관에 각각 설치되어 제1가스공급관 및 제2가스공급관을 따라 흐르는 제1가스와 제2가스의 유량을 조정하는 제1유량조정부(77) 및 제2유량조정부(78)와, 제1가스공급관 및 제2가스공급관에서 각각 공급되는 제1가스와 제2가스를 혼합하여 챔버(20) 내부로 혼합된 가스를 배출하는 가스혼합부(79)를 포함하여 구성된다.
제1가스저장부(71)는 플라즈마 발생을 위한 아르곤가스를 저장하고 있으며, 제1가스공급관을 통해 외부로 아르곤가스를 배출하도록 되어 있다.
제2가스저장부(72)는 플라즈마 발생을 위한 산소가스를 저장하고 있으며, 제2가스공급관을 통해 외부로 산소가스를 배출하도록 되어 있다.
제1유량조정부(77)는 제1가스저장부(71)로부터 가스혼합부(79)로 아르곤가스를 일정량 공급하기 위한 것으로서, 일 측이 제1가스공급관의 단부에 연결되고 타 측은 가스혼합부(79)에 연결된다.
제2유량조정부(78)는 제2가스저장부(72)로부터 가스혼합부(79)로 산소가스를 일정량 공급하기 위한 것으로서, 일 측이 제2가스공급관의 단부에 연결되고 타 측은 가스혼합부(79)에 연결된다.
가스혼합부(79)는 제1가스저장부(71)와 제2가스저장부(72)에 각각 저장된 아르곤가스와 산소가스를 공급받아 혼합시키고, 혼합된 가스를 챔버로 내보낸다.
가스혼합부(79)에서 배출되는 혼합가스는 챔버(20)에 구비된 가스주입부와 연결된 혼합가스이송관(79a)을 통해 챔버(20) 내부로 공급된다.
제1개폐밸브 및 제2개폐밸브는 수동 및 제어부를 통해 안정적인 제어가 가능하도록 가스용 솔레노이드 밸브를 적용하는 것이 바람직하다.
제1유량조정부(77) 및 제2유량조정부(78)는 제1가스 및 제2가스의 유량을 각각 확인할 수 있도록 유량계 일체형을 적용하고, 유량의 조절과 확인이 쉽고, 편리하도록 본체(10) 전면에 설치된다. 또한, 제1유량조정부(77) 및 제2유량조정부(78)의 배관 재료 및 자재는 부식성 가스에 의해 부식이 발생되지 않도록 내식성 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
환기부(80)는 플라즈마 표면처리 후 챔버(20) 내부에 존재하는 가스를 챔버(20) 외부로 배출시켜 챔버(20) 내부를 환기시키는 것으로서, 일 단이 챔버(20)에 연통되게 연결되고 타 단은 본체(10)의 후면 측에 연결된 환기배관(81)과, 환기배관에 연결되어 챔버(20) 내부의 공기를 외부로 방출하는 환풍기 또는 송풍기를 포함한다. 환기배관에는 컨트롤러(100)에 의해 동작이 제어되는 개폐밸브(82)가 설치된다.
플라즈마 구동부(90)는 제1전극판(95) 및 제2전극판(96)를 포함하는 전극부와, 전극부에 전력을 공급하는 전원부(16,17)를 포함한다.
제1전극판(95) 및 제2전극판(96)은 챔버(20)의 상부와 하부에 서로 이격되게 배치되는 것으로서, 제1전극판(95)은 챔버(20)의 상측에 챔버(20)의 상측 외주면을 감싸는 형상으로 형성되고, 제2전극판(96)은 챔버(20)의 하측에 채버의 하측 외주면을 감싸는 형상으로 형성된다.
플라즈마 구동부(90)는 도시된 바와 같이 교류전원을 직류전원으로 변환시키는 제1SMPS(91) 및 제2SMPS(92), 제1SMPS(91) 및 제2SMPS(92)의 출력을 일정 수준으로 유지 및 안정화시키는 제1Voltage regulator(93) 및 제2Voltage regulator(94), 플라즈마 발생을 위한 제1전극판(95) 및 제2전극판(96)에 전원을 인가하는 Plazma driver(97) 및 Power adjust로 구성될 수 있다.
컨트롤러(100)는 플라즈마 구동부(90)의 제어부, 가스공급부(70) 및 밸브류, 환기부(80) 등 각종 구성요소들의 동작을 제어한다.
컨트롤러(100)는 칩 형태의 마이크로프로세서를 적용하고, 디스플레이를 통해 사용시간 설정 및 동작 시간, 동작 상태를 확인할 수 있도록 지원한다. 또한, 컨트롤러(100)는 플라즈마 출력을 조절할 수 있도록 되어 있고, 챔버(20) 내의 온도를 측정하는 온도센서로부터 측정된 온도정보를 적용하여 플라즈마가 발생하는 챔버(20) 내의 온도를 감지하고 과도한 온도상승을 방지하도록 제어한다.
컨트롤러(100)는 고효율 MF(Middle Frequency) 플라즈마 구동회로를 구비하며, MF 플라즈마 구동회로의 파라미터는 전압의 크기, 파형, 주파수, 소모 전력 등이 고려된다. 그리고, 진공 챔버(20)의 진공압, 전극 간의 거리, 유전체의 종류에 따라서 플라즈마 구동전압을 결정한다. 이 예로, 제어부는 플라즈마 구동을 위해 주파수는 50㎑ ±10%, 출력은 최소 50W, 챔버(20) 내부온도는 60℃ 이하로 설정 및 유지되게 제어한다.
컨트롤러(100)는 진공 챔버(20) 내부 온도 측정 및 감시에 의한 과열 방지 기능뿐만 아니라, 챔버(20) 내부의 변화되는 온도를 추적하여 플라즈마 구동 출력을 제어하는 기능 및 작동모드를 변환하는 기능을 포함할 수 있다.
한편, 도면에 도시되어 있지 않지만 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치는 가스혼합부(79)로부터 챔버(20) 내부의 공간부로 혼합된 가스가 공급될 때, 챔버(20) 내부에 장착된 거치부(30)에 의해 가스의 흐름에 간섭이 발생하는 것을 방지 및 챔버(20) 내부로 공급되는 가스를 챔버(20) 내부로 균일하게 방사상으로 분산시킬 수 있도록 챔버(20) 내부의 가스혼합부(79)의 토출구 전방에 설치되는 가스분산부를 더 구비한다.
가스분산부는 가스혼합부(79)의 토출구를 향하는 일 측으로부터 챔버(20)의 개구부 측을 향하는 타 측으로 갈수록 직경이 확장되게 형성된 갓부와, 갓부를 챔버(20)의 내주면으로부터 이격되게 지지하도록 일 단이 갓부에 연결되고 타 단이 챔버(20)의 내주면에 접하도록 설치되는 지지부를 포함한다.
지지부는 갓부의 원주방향을 따라 배치되는 복수의 지지리브와, 지지리브의 각 단부에 결합되어 챔버(20)의 내주면에 밀착 지지되는 접촉부를 포함한다. 접촉부는 챔버(20)의 내주면에 대한 마찰력을 높여 흔들림이나 진동에 의해 갓부의 위치가 변경되는 것을 방지할 수 있도록 탄성소재 또는 고무소재로 형성하는 것이 바람직하다.
가스분산부는 갓부를 챔버(20) 내부로 삽입시 지지부의 접촉부가 챔버(20)의 내부에 접촉되어 갓부의 삽입에 방해가 발생하지 않도록 지지부를 갓부에 대해 일 측으로 휘거나 구부릴 수 있도록 탄력을 갖는 소재로 형성하는 것이 바람직하다. 이와 다르게 지지부를 탄성 및 탄력이 없는 강성의 소재로 형성한 경우 갓부의 외주면에 슬릿을 형성하여 갓부의 일부를 구부리거나 휠 수 있도록 함으로써 갓부를 챔버(20) 내부로 삽입시 지지부가 챔버(20)의 내주면에 간섭되지 않도록 할 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치는 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10 : 본체
20 : 챔버
30 : 거치부
40 : 커버
50 : 진공펌프
60 : 진공압게이지
70 : 가스공급부
80 : 환기부
90 : 플라즈마 구동부
100 : 컨트롤러

Claims (6)

  1. 내부에 수용공간이 형성된 본체;
    본체의 수용공간에 내장되고, 내부에 표면처리대상물을 수용할 수 있도록 표면처리공간부가 마련되며, 상기 표면처리대상물을 상기 표면처리공간부로 투입할 수 있도록 일 측 단부에 개구부가 형성 및 상기 개구부가 상기 본체 외부로 노출되게 설치되는 원통 형상의 챔버;
    상기 챔버 내부에 장착되고, 복수개의 상기 표면처리대상물을 거치할 수 있도록 형성되며, 상기 챔버의 깊이보다 짧은 길이와, 상기 챔버의 직경에 보다 좁은 폭을 갖는 사각 형상으로 형성된 거치부;
    상기 챔버의 개구부를 개폐하도록 상기 챔버의 단부에 결합되는 커버;
    상기 챔버 내부로 가스를 공급하는 가스공급부;
    상기 챔버 내부를 환기시키는 환기부;
    상기 챔버의 상부와 하부에 서로 이격되게 배치되 제1전극부 및 제2전극부를 포함하는 전극부와, 상기 전극부에 전력을 공급하는 전원부를 포함하는 플라즈마 구동부;
    상기 플라즈마 구동부의 동작을 제어하는 컨트롤러;
    상기 챔버에 설치되어 상기 챔버 내부공간의 온도를 측정하며, 측정된 온도를 상기 컨트롤러로 송출하는 온도센서;를 구비하고,
    상기 챔버는 표면처리대상물의 표면처리 상태나 플라즈마 발생을 작업자가 확인할 수 있도록 투명한 석영 튜브로 형성되고,
    상기 컨트롤러는 상기 챔버 내부의 온도 측정을 통한 과열 방지 및 상기 챔버 내부의 온도 변화에 따라 상기 플라즈마 구동부의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스공급부는
    플라즈마 발생을 위한 제1가스와 제2가스를 각각 저장하는 제1가스저장부 및 제2가스저장부와,
    상기 제1가스저장부 및 제2가스저장부에 각각 연결되는 제1가스공급관 및 제2가스공급관과,
    상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스저장부 및 상기 제2가스저장부에서 각각 공급되는 제1가스 및 제2가스의 압력을 조정하는 제1레귤레이터 및 제2레귤레이터와,
    상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스저장부와 상기 제2가스저장부 측으로 상기 제1가스와 상기 제2가스가 역류하는 것을 방지하는 제1체크밸브 및 제2체크밸브와,
    상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관의 유로를 개폐하는 제1개폐밸브 및 제2개폐밸브와,
    상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에 각각 설치되어 상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관을 따라 흐르는 상기 제1가스와 상기 제2가스의 유량을 조정하는 제1유량조정부 및 제2유량조정부와,
    상기 제1가스공급관 및 상기 제2가스공급관에서 각각 공급되는 상기 제1가스와 상기 제2가스를 혼합하여 상기 챔버 내부로 혼합된 가스를 배출하는 가스혼합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가스혼합부로부터 상기 챔버 내부의 공간부로 공급되는 가스를 상기 챔버 내부로 분산시킬 수 있도록 상기 챔버 내부의 상기 가스혼합부의 토출구 전방에 설치되는 가스분산부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가스분산부는
    상기 가스혼합부의 토출구를 향하는 일 측으로부터 상기 챔버의 개구부 측을 향하는 타 측으로 갈수록 직경이 확장되게 형성된 갓부와, 상기 갓부를 상기 챔버의 내주면으로부터 이격되게 지지하도록 일 단이 상기 갓부에 연결되고 타 단이 상기 챔버의 내주면에 접하도록 설치되는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 커버에는 상기 챔버의 개구부 측 단부에 밀착되어 상기 챔버 내부의 표면처리공간부를 밀폐시키도록 탄성 변형 가능하게 형성된 패킹부가 구비된 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 거치부는 상기 챔버 내부에 거치시 상기 챔버의 내주면에 대해 상기 거치부가 미끄러져 상기 거치부가 기울어지는 것을 방지하도록 상기 챔버의 내주면에 접하는 상기 거치부의 서로 대향되는 양측 가장자리에 슬립방지패드가 더 구비된 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트의 저압 플라즈마 표면처리장치.

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