KR102095105B1 - 저작성 치아 교정기와 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

환자의 치아를 위치 조정하기 위한 치아 기기를 제조하는 방법은, 치열궁의 환자의 치아를 수용하도록 구성된 경질 쉘을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 경질 쉘은, 치아 교정을 필요로 하는 치열궁의 적어도 하나의 제1 치아를 수용하고 상기 제1 치아를 초기 치아 배열로부터 목표 치아 배열로 이동하게 하기 위한 공간을 갖는 적어도 하나의 제1 캐비티를 구비한다. 상기 방법은 또한, 상기 경질 쉘의 제1 캐비티에 적어도 하나의 탄성 부재를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 탄성 부재는, 상기 제1 치아를 상기 목표 치아 배열에 맞춰 넣는 수용 형상을 갖는다.

Description

저작성 치아 교정기와 그 제조 방법{MASTICATORY ORTHODONTIC CORRECTION DEVICE AND METHOD FOR MAKING THE SAME}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 그 전체 내용이 참조로 본원에 인용되는, 2017년 4월 25일자로 출원된 유럽 특허 출원 EP17168017.6호에 대한 우선권을 주장한다.

본 출원은 치아 교정 기술에 관한 것이고, 구체적으로는 저작성 치아 교정기와 그 제조 방법에 관한 것이다.

사람의 치아가 어긋나 있는 경우, 그 사람의 치아 미관, 기능 및 건강은 부정적인 영향을 받을 수 있다. 영향을 받는 기능에는, 씹기, 발음 및 호흡 등과 같은 일상적인 활동이 포함된다. 유발되는 치아 건강 상의 문제에는 충치, 치주 질환 및 과도한 치아의 마모 등이 포함된다. 치아 교정의 목표는, 치아 기능이 향상되는 위치 및 배향으로 환자의 치아를 위치 조정하거나 재정렬하는 것이다.

종래의 브레이스(brace)는 힘 유발 기기로서 악궁철선(archwire)을 사용한다. 악궁철선은 예비 성형되고, 치아에 고정되는 브래킷을 통해 치아와 상호 연결된다. 초기 설치시에, 악궁철선은 이상(異常) 위치에 있는 치아를 수용하도록 탄성적으로 변형되어 치아에 탄성 교정력을 가한다. 악궁철선은 치아에 대해 연속적인 힘을 가하여, 치아를 그 최종 위치로 점차 압박한다. 기기 자체의 탄성 특성을 사용하는 것은 또한 얼라이너(aligner)의 작동 원리이다. 종래 기술에서 사용되는 투명 얼라이너의 본체 또는 쉘은 가요성이며, 기기가 착용되었을 때에 변형하여 그 원래 형상으로 복귀하고자 함에 따라 탄성 교정력을 제공한다. 투명 얼라이너가 오정렬된 치아에 착용되는 경우, 투명 얼라이너는 탄성이고 오정렬된 치아를 수용하려고 하지만, 치아의 표면과 완전히 접촉하지는 않는다. 이에 따라, 얼라이너 본체가 오정렬된 치아에 보다 잘 결합하여 탄성력을 인가할 수 있게 하도록, 지대치 등과 같은 치아에 고정되는 추가적인 부품이 필요하다. 치아 교정 결과를 얻도록 연속적인 교정력을 제공하기 위해, 투명 얼라이너는 (환자가 식사하고 있을 때는 제외하고) 하루에 20시간 넘게 착용될 것이 요구된다.

투명 얼라이너는 눈에 덜 띄고 제거 가능하다는 장점을 갖는다. 환자 제거형 기기는 구강 위생을 한층 증진하는데, 그 이유는 환자가 보다 용이하게 치아와 기기를 세척할 수 있기 때문이다. 그러나, 오정렬된 치아에 고정되는 지대치와 함께 투명 얼라이너를 사용하는 것은, 환자에게 더욱 고통스러울 수 있다. 치아 교정 시술에서는, 치아가 치조골을 통해 보다 빠르게 이동하게 하고 치근 흡수의 우려를 감소시키는 데 있어서, 간헐적인 작은 힘이 연속적인 큰 힘보다 바람직한 것으로 인식된다.

공개특허공보 제10-2016-0127691호 (2016년 11월 4일 공개)

전술한 문제점들을 감안하여, 본 발명은, 치아 교정력(이하에서는 "저작성 치아 교정기"라고도 함)을 위한 저작 중에 발생된 간헐적인 단시간의 교합력에 의존하여, 교정적 치아 이동을 가속하면서 교정기의 착용 시간 및 착용의 불편함을 감소시키는, 신규 치아 교정기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 저작성 치아 교정기에 사용되는 치아 기기(들)는, 교합력으로부터 하중을 받는 경우라도 변형되거나 잘 구부러지지 않는 경질(硬質) 쉘을 포함하고, 치아 기기(들)는 환자 제거형 기기이다.

본 발명의 일부 실시형태들에 따르면, 환자의 치아를 위치 조정하기 위한 치아 기기를 제조하는 방법으로서, 치열궁의 환자의 치아를 수용하도록 구성된 경질 쉘을 형성하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 상기 경질 쉘은, 치아 교정을 필요로 하는 치열궁의 적어도 하나의 제1 치아를 수용하고 상기 제1 치아를 초기 치아 배열로부터 목표 치아 배열로 이동하게 하기 위한 공간을 갖는 적어도 하나의 제1 캐비티를 구비한다. 상기 방법은 또한, 상기 경질 쉘의 제1 캐비티에 적어도 하나의 탄성 부재를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 탄성 부재는, 상기 제1 치아를 상기 목표 치아 배열에 맞춰 넣는 수용 형상을 갖는다.

본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 환자의 치아를 위치 조정하기 위한 치아 기기로서, 경질 쉘과 적어도 하나의 탄성 부재를 포함하는 치아 기기가 제공된다. 상기 경질 쉘은 치열궁의 환자의 치아를 수용하도록 구성되어 있으며, 상기 경질 쉘은 치아 교정을 필요로 하는 치열궁의 적어도 하나의 제1 치아를 수용하고 상기 제1 치아를 초기 치아 배열로부터 목표 치아 배열로 이동하게 하기 위한 공간을 갖는 적어도 하나의 제1 캐비티를 구비한다. 상기 탄성 부재는 제1 캐비티에 형성되고, 상기 제1 치아를 초기 치아 배열로부터 목표 치아 배열로 안내하기 위해 상기 제1 치아를 목표 치아 배열에 맞춰 넣는 수용 형상을 갖는다.

본 발명의 목적, 특징 및 이점을 설명하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시형태 및 도면이 다음과 같이 상세히 도시된다.

본 발명은 첨부 도면을 참고로 하여 후속하는 상세한 설명과 예를 읽어봄으로써 보다 완벽하게 이해될 수 있다.
도 1은 환자가 착용하여 저작할 수 있는, 본 발명의 일부 실시형태에 따른 저작성 치아 교정기를 보여주는 개략도이고;
도 2는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 저작성 치아 교정기에 사용되는 치아 기기를 제조하는 방법의 흐름도이며;
도 3은 본 발명의 일부 실시형태에 따른 환자의 치열궁의 초기 치아 모델 및 목표 치아 모델의 일부분의 개략적인 단면도이고;
도 4는 도 3의 초기 치아 모델 및 목표 치아 모델로부터 얻은 복합 치아 모델의 일부분의 개략적인 단면도이며;
도 5는 본 발명의 일부 실시형태에 따라, 복합 치아 모델의 (치아 교정을 필요로 하는 환자의 적어도 하나의 치아에 대응하는) 적어도 하나의 제1 치아 위에 차단층이 형성되어 있는 것을 보여주는 개략적인 단면도이고;
도 6은 본 발명의 일부 실시형태에 따라, 제1 재료층이 경질 쉘을 형성하도록 차단층 및 복합 치아 모델 위에 형성되어 있는 것을 보여주는 개략적인 단면도이며;
도 7은 본 발명의 일부 실시형태에 따라, 목표 치아 모델의 (치아 교정을 필요로 하는 환자의 적어도 하나의 치아에 대응하는) 적어도 하나의 제1 치아 위에 제2 재료층이 형성되어 있는 것과, 경질 쉘이 제2 재료층 및 목표 치아 모델에 대해 놓여 있는 것을 보여주는 개략적인 단면도이고;
도 8은 본 발명의 일부 실시형태에 따라, 도 2의 방법을 이용하여 제조되는 치아 기기의 개략적인 단면도이며;
도 9는 교합 상태인 도 1의 치아 기기들을 보여주는 개략도이고;
도 10은 도 9의 선 X-X를 따라 취한 단면도이며;
도 11은 본 발명의 일부 실시형태에 따른, 도 9의 치아 기기들 중의 어느 하나의 교합면 상의 교합 특징부를 보여주는 개략도이고;
도 12는 다른 시야각에서 본 도 9의 제1 및 제2 치아 기기들의 개략도이다.

이하의 개시내용은, 본 발명의 다양한 특징부를 구현하기 위한, 많은 다양한 실시형태, 또는 예를 제공한다. 본 개시내용을 간단화하기 위해, 구성요소 및 배열의 특정 예를 이하에 기술한다. 이들 특정 예는 물론 예일 뿐이고 제한하려는 의도는 없다. 예를 들어, 이하의 설명에서 제1 특징부를 제2 특징부 위에 또는 상에 형성하는 것은, 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉하는 관계로 형성되어 있는 실시형태를 포함할 수 있고, 또한 제1 및 제2 특징부가 직접 접촉하는 관계에 있지 않을 수 있도록, 제1 및 제2 특징부의 사이에 추가적인 특징부가 형성될 수 있는 실시형태를 포함할 수 있다.

또한, 본 개시내용은 여러 예에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 간단 명료화를 목적으로 하는 것이고, 그 자체는 거론된 여러 실시형태 및/또는 구성들 간의 관계를 명시하지는 않는다. 여러 특징부는 간단 명료화를 위해 다양한 스케일로 임의적으로 그려질 수 있다.

또한, "하위", "밑", "아래", "상위", "위" 등과 같은 공간 관련 용어는 본원에서, 도면들에 도시된 바와 같이 어느 한 요소 또는 특징부의 다른 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 관계를 기술하는 설명의 편의를 위해 사용될 수 있다. 상기 공간 관련 용어는, 도면들에 도시된 배향뿐만 아니라 사용 또는 작동시 장치의 다양한 배향을 망라하려는 것이다. 상기 장치는 다른 방식으로 배향될 수 있고(90도 회전되거나 다른 배향으로 있을 수 있고), 본원에 사용된 상기 공간 관련 설명어는 마찬가지로 그에 맞춰 해석될 수 있다.

도 1은 환자가 착용하여 저작할 수 있는, 본 발명의 일부 실시형태에 따른 저작성 치아 교정기를 보여주는 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 저작성 치아 교정기(1)는 경질 쉘을 갖는 제1 치아 기기(10)와 경질 쉘을 갖는 제2 치아 기기(20)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 치아 기기(10 및 20)는 환자의 상악 치열궁(12)과 하악 치열궁(22)에 각각 제거 가능하게 착용된다. 환자 제거형인, 저작성 치아 교정기(1)는, 음식 섭취와 껌 씹기 등과 같은 일상 활동에서 일어나는 저작 중에 착용하고 있는 것으로 되어 있다.

환자가 제1 및 제2 치아 기기(10 및 20)를 착용하는 경우, 저작 중에 상악 치열궁(12)과 하악 치열궁(22)의 (도 1에 화살표로 나타내어진 바와 같은) 교합으로 인해 치아에 걸리는 하중이, 상기 저작성 치아 교정기(1)를 치아 교정기로서 기능할 수 있게 하는 원동력이다. 특히, 제1 및 제2 치아 기기(10 및 20)의 경질 쉘은 변형되지 않거나 치아에 대해 탄성력을 가하지 않고, 치아를 수용하고 있을 때에는 교합력으로부터 하중을 받는 경우라도, 그 형상이 변형 없이 유지된다. 이는 종래 기술에서 사용되는 투명 얼라이너의 경우와 대조를 이루는데, 투명 얼라이너의 본체 또는 쉘은 가요성이고, 이상 위치에 있는 치아에 착용될 때 변형되어, 얼라이너 본체 또는 쉘의 탄성력을 치아 교정력으로서 이용한다. 치아 기기(10 및 20)의 설계 및 제조는 이하의 단락에 기술된다.

도 2는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 치아 기기(10 또는 20)를 제조하는 방법의 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 방법(2)은 작업 S01로 시작되는데, 이 작업에서는, 초기 치아 배열에서의 환자의 치열궁의 초기 치아 모델, 목표 치아 배열에서의 환자의 치열궁의 목표 치아 모델, 및 상기 초기 모델과 상기 목표 치아 모델로부터 얻은 복합 치아 모델이 제공된다. 도 3은 환자의 치열궁의 초기 치아 모델(30) 및 목표 (또는 최종) 치아 모델(31)의 일부분의 개략적인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일부 실시형태에 따른, [간단 명료화를 위해, (이하에서는 제1 치아(T1)라고 지칭되는) 교정을 필요로 하는 환자의 단 하나의 치아가 도면들에 도시되어 있음] 초기 치아 모델(30) 및 목표 치아 모델(31)을 조합하는 것을 통해 얻은 복합 치아 모델(32)의 일부분의 개략적인 단면도이다. 컴퓨터 시뮬레이션 기법을 사용하여, 환자의 치열궁의 인상을 채득하고 이 인상을 디지털 방식으로 스캔함으로써, 또는 환자의 입의 구내 스캔을 직접적으로 실시함으로써, 초기 치아 모델(30)이 확보될 수 있다. 그 후에, 디지털 목표 치아 모델(31)은 디지털 초기 치아 모델(30)의 통상적인 컴퓨터를 이용한 조작을 이용하여 만들어질 수 있다. 두 모델은 통합 절차에 의해 단일 디지털 모델로 결합될 수 있는데, 이 경우 특정 부분이 중첩된다. 차단층을 추가하고 강성 쉘을 설계하는 후속 단계들은 또한, 해당 디지털 모델들을 생성하는 컴퓨터를 이용한 조작을 통해 완수될 수 있다. 결과적으로 얻어지는 경질 쉘 모델의 3D 데이터가, 물리적인 경질 쉘을 생성하는 컴퓨터 제조 기계 또는 3D 프린터에 전송될 수 있다. 대안적으로, 수동 기법이 또한, 물리적인 초기 치아 모델로부터 물리적인 목표 치아 모델을 만드는 내는 데 사용될 수 있다. 개별 치아는 초기 치아 모델로부터 절삭 가공되어, 목표 위치로 조작되며, 왁스에 의해 제 위치에 고정될 수 있다. 또한 왁스를 사용하여, 목표 치아 모델의 제1 치아를 실질적으로 피복하고, 초기 치아 모델의 제1 치아가 점유하는 영역을 포함하도록 피복 범위를 확장하여, 복합 치아 모델을 제조함으로써, 차단층이 만들어질 수 있다. 간략히 말하면, 상기 복합 치아 모델은 초기 치아 모델과 목표 치아 모델을 중첩시키고 바뀌지 않는 부분을 매칭시킴으로써 형성된다. 상기 차단층의 용도는 경질 쉘의 형상을 획정하는 것이다. 상기 차단층의 외측(또는 상측) 표면은 상기 경질 쉘의 내측(또는 하측) 표면의 형상을 결정한다.

작업 S02에서는, 상기 복합 치아 모델의 적어도 하나의 제1 치아를 피복하도록 차단층이 형성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 복합 치아 모델(32)이 확보된 후, 차단층(40)이 상기 복합 치아 모델(32)의 적어도 하나의 제1 치아(T1)를 피복하도록 형성된다. 차단층(40)은 제1 치아(T1)의 크라운을 실질적으로 덮는다. 일부 실시형태에 따르면, 차단층(40)은, 전술한 바와 같이 상기 복합 치아 모델(32)의 제1 치아(T1)로부터 압출된 물리적인 왁스 층 또는 컴퓨터 시뮬레이션 층일 수 있다.

작업 S03에서는, 제1 재료층이 경질 쉘을 형성하도록 차단층과 복합 치아 모델 위에 형성된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 차단층(40)이 복합 치아 모델(32)의 제1 치아(T1) 위에 형성된 후, 제1 재료층(41)이 차단층(40)과 복합 치아 모델(32)을 덮도록 형성된다. 일부 실시형태에 따르면, 제1 재료층(41)은 초기에는 액체 상태일 수 있고, 차단층(40)과 복합 치아 모델(32)의 모든 노출된 표면(예를 들어, 교합면, 입술측 표면, 혀측 표면 및 구강 표면)을 덮도록 유동할 수 있다. 재료에 따라, 제1 재료층(41)은, 치아 기기(10 또는 20)의 경질 쉘(S)을 형성하도록, 자체 경화되거나 또는 열 경화 혹은 광 경화를 받을 수 있다. 본원의 용어 "경질 쉘"은, 교합력으로부터 하중을 받는 경우라도 변형되거나 잘 구부러지지 않는 것을 나타내고 있음을 주목해야 할 필요가 있다.

일부 실시형태에 따르면, 치아 기기(10 또는 20)의 경질 쉘(S)의 두께는 0.5 ㎜ 내지 1.5 ㎜의 바람직한 범위 내에서 달라질 수 있고, 경우에 따라서는 2.0 ㎜를 초과하지 않는 범위에서 더 클 수 있다. 일부 실시형태에 따르면, 치아 기기(10 또는 20)의 경질 쉘(S)의 경도는, 수지 부목(副木) 재료 및 수지 임시 의치 재료의 경도 범위 내에 있어, 기능적 하중에 대한 내성 및 단기간 내지 중간 기간의 착용 등과 같은 생물학적 및 기계적 요건을 충족시킨다. 제1 재료층(41)은 바람직하게는 아크릴 수지, 수지 부목 재료, 또는 수지 의치 재료를 포함한다. 다른 재료 옵션은 엘라스토머 재료 및 열가소성 재료를 포함할 수 있다.

치아 기기의 경질 쉘(S)이 형성된 후에, 도 6에서 화살표로 나타내어진 바와 같이, 경질 쉘은 차단층(40) 및 복합 치아 모델(32)로부터 제거된다. 전술한 작업들을 통해, 차단층(40) 및 복합 치아 모델(32)에 의해 성형된 경질 쉘(S)은, 교정을 필요로 하는 환자의 해당 치아[제1 치아(T1)]가 초기 치아 배열에서부터 목표 (또는 최종) 치아 배열로 이동하는 것을 허용하는 공간을 갖는 적어도 하나의 제1 캐비티(R1)와, 교정적 이동을 필요로 하지 않는 다른 치아(제2 치아)의 형상에 들어맞는 적어도 하나의 제2 캐비티(R2)(도 10에서 상측 캐비티 참조)를 형성한다.

작업 S04에서는, 복합 치아 모델의 적어도 하나의 제1 치아에 대응하는 목표 치아 모델의 적어도 하나의 제1 치아 위에, 제2 재료층이 형성된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 목표 치아 모델(31)이 확보된 후에, 제2 재료층(42)이 목표 치아 모델(31)의 적어도 하나의 제1 치아(T1) 위에 형성되며, 목표 치아 모델(31)의 적어도 하나의 제1 치아(T1)는 복합 치아 모델(32)의 적어도 하나의 제1 치아(T1)에 대응한다. 일부 실시형태에 따르면, 제2 재료층(42)은 초기에, 목표 치아 모델(31)의 적어도 하나의 제1 치아(T1)의 모든 노출된 표면(예를 들어, 교합면, 혀측 표면 및 구강 표면)을 덮도록 펼쳐질 수 있다. 수동 기술을 이용하여, 재료를 여러 번 도포함으로써, 제2 재료층(42)이 형성될 수 있다. 바람직하게는, 제2 재료층(42)은 0.5 ㎜의 최소 두께를 갖는다.

일부 실시형태에 따르면, 제2 재료층(42)은 실리콘계 연질 의치 리라이닝 재료를 포함한다. 일부 실시형태에 따르면, 제2 재료층(42)은 또한 형상 기억 폴리머를 포함할 수 있다. 목표 치아 모델에 대하여 제2 재료층(42)을 성형함으로써, 형상 기억 폴리머에 기억되는 형상이 결정된다. 형상 기억 폴리머는, 가열 활성화되는 경우에, 그 기억된 형상으로 되돌아가려고 하여, 제1 치아에 약한 힘을 가하지만, 이 힘은 환자의 제1 치아를 이동시키기에는 충분하지 않다. 저작 중의 교합 하중 하에서, 형상 기억 특성은, 제1 치아가 목표 위치로 이동하는 것을 유도하는 약한 안내력을 제공한다.

작업 S05에서는, 경질 쉘에 적어도 하나의 탄성 부재를 형성하도록, 경질 쉘이 제2 재료층 및 목표 치아 모델에 대해 배치된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 일부 실시형태에서는, 경질 쉘(S)이 제2 재료층(42)에 대하여 배치된 후, 경질 쉘(S)의 대응하는 제1 캐비티(R1)에 적어도 하나의 탄성 부재(E)를 형성하도록, 제2 재료층(42)은 경질 쉘(S)에 안치되고 접합되는 것이 허용된다. 일부 대안적인 실시형태에서는, 제2 재료층(42)이 목표 치아 모델(31)의 적어도 하나의 제1 치아(T1) 위에 형성된 후, 차단층(410) 및 복합 치아 모델(32)에 의해 성형된 경질 쉘(S)은 제2 재료층(42) 및 목표 치아 모델(31)에 대하여 배치되고, 그 후에 제2 재료층(42)은 경화 처리를 받는다. 그 후에, 경화된 제2 재료층(42)은 경질 쉘(S)에 적어도 하나의 탄성 부재(E)를 형성하는데, 이 탄성 부재는 경질 쉘(S)의 대응하는 제1 캐비티(R1)에 부착되어 있다. 특히, 탄성 부재(E)는, 목표 치아 모델(31)의 대응하는 제1 치아(T1)를 맞춰 넣는 수용 형상을 갖는다.

방법(2)은 작업 S06에서 종료되는데, 이 작업에서는 탄성 부재(E)가 그 안에 있는 경질 쉘(S)이, 치아 기기를 얻도록 목표 치아 모델(31)로부터 제거된다(도 8 참조). 전술한 바와 같이, 완성된 치아 기기[예를 들어, 도 1의 치아 기기(10 또는 20)]는, 상악 또는 하악 치열궁의 환자의 치아를 수용하기 위한 경질 쉘(S)을 포함하고, 치아 교정을 필요로 하는 환자의 해당 치아(제1 치아)를 수용하는 경질 쉘(S)의 적어도 하나의 제1 캐비티(R1)는 그 안에 탄성 부재(E)가 형성되어 있다.

전술한 방법(2)은 단지 예시적인 것이고, 저작성 치아 교정기에 사용되는 치아 기기를 제조하는 방법은 다른 작업들 및/또는 다른 순서의 작업들을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 조각 프로세스 등과 같은 성형 프로세스는 또한, 작업 S03 또는 다른 적절한 작업에서, 경질 쉘(S)의 교합면 상에는 교두 특징부(F1) 및 와 특징부(F2)를 형성하고(도 6, 도 8, 도 10 및 도 11 참조) 경질 쉘(S)의 구강 표면 상에는 송곳니 보호 특징부(F3)(도 9 및 도 11 참조)를 형성하도록 수행되고, 그 결과 환자의 상악 치열궁(12)에 착용된 치아 기기(10)와 하악 치열궁(22)에 착용된 치아 기기(20) 간의 기능적이고 안전한 교합이, 저작 중에 달성될 수 있다.

이어서, 이하의 단락에서는, 도 9~도 10을 참조로 하여, 전술한 저작성 치아 교정기(1)[즉, 치아 기기(10 및 20)]를 착용하는 것의 치아 교정 메커니즘을 기술한다. 도 9는 교합 상태인 도 1의 치아 기기들(10 및 20)을 보여주는 개략도이고, 도 10은 도 9의 선 X-X를 따라 취한 단면도이다.

각 치아 기기(10 또는 20)의 경질 쉘(S)의 (교합면의 반대측에 있는) 치아 수용면이, 환자의 치아를 수용하는 수 개의 캐비티를 형성하는 것으로 인식되어야 한다. 이들 캐비티는 두 가지 타입으로 나뉠 수 있는데: 한 타입은 치아 교정을 필요로 하는 치아[제1 치아(T1)]를 수용하도록 구성되어 있는 제1 캐비티(R1)이고, 다른 타입은 치아 교정 또는 교정적 이동을 필요로 하지 않는 다른 치아[제2 치아(T2)]를 수용하도록 구성되어 있는 제2 캐비티(R2)이다. 예로서(도 10 참조), 치아 기기(10)의 제2 캐비티(R2)는 상악 치열궁(12)의 제2 치아(T2)의 형상과 매칭되고, 치아 기기(20)의 제1 캐비티(R1)는 하악 치열궁(22)의 제1 치아(T1)가 그 안으로 이동하는 것을 허용하는 공간을 갖는다. 구체적으로, [전술한 방법(2)에 의해 형성된] 제1 캐비티(R1)는, 이상 위치에 있는 제1 치아(T1)가 그 초기 치아 배열로부터 그 목표 (또는 최종) 치아 배열로 이동하는 것을 허용하는 공간을 갖는다. 특히, 제1 캐비티(R1)의 공간은, 초기 치아 모델(30)에서의 제1 치아(T1)와 목표 치아 모델(31)에서의 제1 치아(T1)에 의해 획정되는 복합 공간[즉, 복합 치아 모델(32)의 제1 치아(T1)]보다 크다(도 6 참조). 일부 실시형태에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 캐비티(R1)의 공간의 폭이, 제1 치아(T1)의 복합 공간의 폭보다 크다.

또한, 제1 캐비티(R1)에 형성된 탄성 부재(E)는 탄성이고 변형 가능하며, 이상 위치에 있는 제1 치아(T1)를 수용한다. 특히, [전술한 방법(2)에 의해 형성된] 탄성 부재(E)는, 치아 기기가 착용되기 전에, 목표 치아 모델(31)의 제1 치아(T1)를 맞춰 넣는 수용 형상을 갖는다(도 7 참조).

도 9와 도 10에 도시된 바와 같이 환자가 제1 및 제2 치아 기기(10 및 20)를 착용하여 저작하는 경우, 저작 중에 상악 치열궁(12)과 하악 치열궁(22)의 교합으로 인해 걸리는 하중이, 치아 기기(10 및 20)로부터 치아에 전달되고, 더 나아가 각 치아의 치주 인대와 인접 치조골에 전달된다.

구체적으로, 교합력은 저작 중에 제2 치아(T2)에 가해진다. 교합 하중은, 제2 치아(T2)와 직접 접촉하여 하중을 확산하는 제2 캐비티(R2)를 통해, 치아 기기(10 및 20)로부터 각 제2 치아(T2)에 전달된다. 치아 기기(10 및 20)는 제2 캐비티(R2)를 통해 제2 치아(T2)를 유지시키고 연결하여, 치아 이동을 제한한다.

한편, 제1 캐비티(R1)는 제1 치아(T1)가 그 안으로 이동하는 것을 허용하는 공간을 갖는다. 교합으로부터 하중을 받는 경우에, 교합력은 제2 치아와 지지 조직을 통해 전달되어, 인접 제1 치아(T1)를 제1 캐비티(R1) 안으로 이동시킨다. 또한, 탄성 부재(E)는 제1 치아(T1)를 그 목표 (또는 최종) 치아 배열[즉, 목표 치아 모델(31)의 제1 치아(T1)]에 맞춰 넣는 수용 형상을 갖고, 그 결과 탄성 부재(E)는 이상 위치에 있는 제1 치아(T1)가 저작 중에 구상 목표 또는 최종 위치를 향해 이동하는 것을 안내한다. 보다 구체적으로, 이상 위치에 있는 제1 치아(T1)가 초기에 제1 캐비티(R1) 내에 배치되는 경우, 제1 치아(T1)를 수용하고 크라운의 표면을 덮기 위해 탄성 부재(E)의 변형이 야기된다. 변형된 탄성 부재(E)는 그 본래의 형상으로 되돌아가려고 하여, 제1 치아에 약한 힘을 가하지만, 이 힘은 제1 치아(T1)를 이동시키기에는 충분하지 않다. 저작 중의 교합 하중 하에서, 제1 치아(T1)는 이동하기 시작하고, 탄성 부재(E)는 제1 치아(T1)가 목표 위치로 이동하는 것을 유도하는 약한 안내력을 제공한다.

전술한 저작성 치아 교정기(1)의 작동 원리는 종래 기술에서 사용되는 브레이스 및 투명 얼라이너와 분명히 상이하다는 점에 주목해야 할 필요가 있다. 교정적 치아 이동은, 골 재형성을 야기하도록 기계적 힘이 치아에 인가되는 프로세스이다. 실제로, 치조골에서의 치아 이동은, 치주 인대의 인장측에서는 신생골의 형성이고 압축측에서는 골흡수이다. 약한 힘이 바람직한 데, 이는 세포사가 줄어들어 골흡수가 바로 일어나며, 치아가 보다 용이하게 치조골을 통해 이동하는 것이 허용되기 때문이다. 강하고 연속적인 힘은 바람직하지 않은 데, 이는 치주 인대에서의 세포사가 치아 이동을 중단시키고, 치조 소켓의 벽에 치아의 뿌리면이 장기간 접촉하여 치근 흡수의 위험이 커지기 때문이다. 종래의 브레이스의 경우, 치아 교정용 와이어는 치아에 부착된 브래킷에 고정되어, 일정한 힘을 치아에 인가한다. 종래 기술에 사용되는 투명 얼라이너의 경우, 얼라이너의 본체는 가요성이고, 이상 위치에 있는 치아에, 또한 하루에 20시간 넘게 일정한 방식으로 탄성력을 가한다. 이에 반해, 본 발명의 실시형태의 치아 기기의 경질 쉘은 유연하지 않고, 치아 기기가 저작 중에 착용되어 있는 경우에 변형되지 않는다. 저작성 치아 교정기는 교정력의 인가를 위한 저작 중에 간헐적으로 단기간 발생되는 교합력에 의존하여, 교정적 치아 이동을 촉진하면서, 교정기의 착용 시간 및 착용의 불편함을 감소시킨다.

또한, 실시형태의 치아 교정기(1)는, 교합 하중에 의해 치아 교정기의 치아 교정 기능이 활성화되는 때인 저작 중에 사용되도록 구성되어 있다. 따라서, 치아 교정기(1)가 기능하게 하기 위해서는, 저작 중에 기능적 교합을 확립하는 특징부를 필요로 한다. 교합이 기능하게 하기 위해서는, 상악 치아와 하악 치아가 저작 중에 턱의 모든 운동에 대해 트라우마를 초래하지 않는 효율적인 방식으로 접촉해야 한다. 특히, 기능적 교합은, 모든 저작 운동에 대해 턱이 편안하게 움직일 수 있는 것을 필요로 한다. 전술한 실시형태의 경우, 교합은 착용된 치아 기기의 접촉을 통해 일어나며, 치아 기기의 교합면은 기능적 교합을 확립하는 특징부를 가져야 한다.

도 11은 일부 실시형태에 따른, 도 9의 치아 기기(10 또는 20)의 교합면 상의 교합 특징부를 보여주는 개략도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 치아 기기(10 또는 20)의 경질 쉘(S)의 교합면에 교두(咬頭) 특징부(F1) 및 와(窩) 특징부(F2)가 형성되어 있고, 바람직한 실시형태에서 모든 와 특징부(F2)는 곡선(예컨대, 포물선)으로 분포된다. 또한, 제1 치아 기기(10)와 제2 치아 기기(20)가 접촉할 때, 어느 한 치아 기기의 교두 특징부(F1)가 다른 치아 기기의 와 특징부(F2)와 접촉하며, 반대의 경우도 마찬가지이다(도 10 참조). 따라서, 환자가 제1 및 제2 치아 기기(10 및 20)를 착용하여 저작할 때, 제1 및 제2 치아 기기(10 및 20)의 교합 지점[즉, 교두 특징부(F1) 및 와 특징부(F2)]은 바람직하게는 서로 동시에 접촉하고 서로 동시에 분리된다. 또한, 미끄러짐 또는 다른 손상 움직임 없이 유효 접촉 면적이 최대인 상태로 교합이 일어나고, 압력이 보다 균일하게 분포된다. 그 결과, 제1 치아 기기(10) 및 제2 치아 기기(20)를 착용한 환자의 편안함과 교정 효과가 향상된다.

도 12는 다른 시야각에서 본 도 9의 제1 및 제2 치아 기기들(10 및 20)의 개략도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 치아 기기(10)는 또한, 그 경질 쉘(S)의 좌측 및 우측 구강 표면에 형성된 수 개의(예컨대, 2개의) 송곳니 보호 특징부(F3)를 갖는다. 각 송곳니 보호 특징부(F3)는 그 혀측에, 제2 치아 기기(20)를 안내하기 위한 안내면을 형성한다. 따라서, 송곳니 보호 특징부(F3)는, 저작 중에 제1 치아 기기에 대한 제2 치아 기기(20)의 수평 방향에서의 이동 범위를 제한한다.

전술한 저작성 치아 교정기(1)는 2개의 교정 기기(10 및 20)를 포함하지만, 적어도 하나의 치아가 이상 위치에 있는 상악 또는 하악 치열궁 상에 배치되는 단일 치아 기기를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 이상 위치에 있는 환자의 치아가 상악 치아인 경우, 환자는 그의 상악 치열궁에 단일 치아 기기를 착용할 수 있다. 반대로, 환자는 그의 하악 치열궁에 단일 치아 기기를 착용할 수 있다. 환자가 어느 한 치열궁에 단일 치아 기기를 착용한 경우, 이 치아 기기와 반대편 치열궁은 그 교합면들 상의 교두 특징부 및 와 특징부를 통해 기능적 교합을 확립할 수 있다.

본 발명의 일부 실시형태에서는, 상기 교정기를 이용하여 치아 교정을 수행하는 방법으로서, 환자기 제1 및 제2 치아 기기를 착용하게 하거나 치열궁들 중의 어느 하나에만 하나의 치아 기기를 착용하게 하는 단계와, 환자가 15분 내지 20분 동안 저작하게 하는 단계를 포함하는 방법이 또한 제공된다. 저작은 식사 중에 일어날 수 있어, 하루에 3번, 총 1시간의 착용 시간 동안에 발생할 수 있다. 저작 중에 발생되는 교합 하중은, 교정기를 치아 교정기로서 기능할 수 있게 하는 원동력을 제공한다.

본원의 실시형태와 그 장점을 상세히 설명하였지만, 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 본원의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고서도, 본원에서 다양한 변형, 대체 및 개조가 실시될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본원에 기술된 특징부, 기능, 프로세스 및 재료의 대부분이, 본원의 범위 안에 있으면서, 변경될 수 있다는 것을, 당업자라면 쉽게 이해할 것이다. 또한, 본 출원의 범위는 본 명세서에 기술된 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계의 특정 실시형태에 제한되는 것으로 의도되어 있지 않다. 당업자는, 본원에 기술된 대응하는 실시형태들과 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 또는 실질적으로 동일한 결과를 얻는, 현재 존재하고 있거나 향후에 개발될, 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법, 또는 단계가 본원에 따라 이용될 수 있는 것을, 본원의 개시내용으로부터 쉽게 인식할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위는, 그 범위 내에 상기한 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법, 또는 단계를 포함하는 것으로 의도되어 있다. 또한, 각 청구항은 개별 실시형태를 구성하고, 여러 청구항 및 실시형태의 조합은 본원의 범위 내에 있다.

Claims (14)

1. 환자의 치아를 위치 조정하기 위한 치아 기기를 제조하는 방법으로서:
   치열궁의 환자의 치아를 수용하도록 구성되어 있는 경질(硬質) 쉘을 형성하는 단계로서, 상기 경질 쉘은 치아 교정을 필요로 하는 치열궁의 적어도 하나의 제1 치아를 수용하고 상기 제1 치아를 초기 치아 배열로부터 목표 치아 배열로 이동하게 하기 위한 공간을 갖는 적어도 하나의 제1 캐비티를 구비하는 것인 경질 쉘 형성 단계; 및
   상기 경질 쉘의 제1 캐비티에 적어도 하나의 탄성 부재를 형성하는 단계로서, 상기 탄성 부재는 상기 제1 치아를 상기 목표 치아 배열에 맞춰 넣는 수용 형상을 갖는 것인 경질 쉘에 탄성 부재를 형성하는 단계
   를 포함하고,
   상기 탄성 부재는 상기 제1 캐비티에 배치되고 상기 제1 치아의 크라운의 표면을 덮는 층 구조인 것인, 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 경질 쉘 형성 단계는:
   상기 목표 치아 배열에서의 환자의 치열궁의 목표 치아 모델을 제공하고, 상기 목표 치아 모델과 상기 초기 치아 배열에서의 환자의 치열궁의 초기 치아 모델로부터 얻은 복합 치아 모델을 제공하는 단계;
   상기 복합 치아 모델의 적어도 하나의 제1 치아를 피복하도록 차단층을 형성하는 단계; 및
   상기 경질 쉘을 형성하도록 상기 차단층과 상기 복합 치아 모델 위에 제1 재료층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 경질 쉘에 탄성 부재를 형성하는 단계는:
   상기 복합 치아 모델의 제1 치아에 대응하는 상기 목표 치아 모델의 적어도 하나의 제1 치아 위에 제2 재료층을 형성하는 단계; 및
   상기 경질 쉘의 제1 캐비티에 상기 탄성 부재를 형성하도록, 상기 경질 쉘을 제2 재료층 및 목표 치아 모델에 대해 배치하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 경질 쉘 형성 단계는:
   상기 경질 쉘을 형성하도록 상기 차단층과 상기 복합 치아 모델 위에 제1 재료층을 경화시키는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 경질 쉘에 탄성 부재를 형성하는 단계는:
   상기 제2 재료층이 상기 목표 치아 모델의 적어도 하나의 제1 치아 위에 안치 또는 경화되게 하고 상기 경질 쉘에 접합되게 하여, 상기 경질 쉘의 제1 캐비티에 상기 탄성 부재를 형성하도록, 상기 경질 쉘을 상기 제2 재료층에 대해 배치하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 경질 쉘의 교합면 상에 교두(咬頭) 특징부 및 와(窩) 특징부를 형성하도록 상기 경질 쉘을 성형하는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 경질 쉘의 구강 표면 상에 송곳니 보호 특징부를 형성하도록 상기 경질 쉘을 성형하는 단계를 더 포함하고, 상기 송곳니 보호 특징부는 각각 그 혀측에 안내면을 갖는 것인 방법.
8. 제2항에 있어서, 제1 재료층은 아크릴 수지, 수지 부목 재료, 또는 수지 의치 재료를 포함하는 것인 방법.
9. 제3항에 있어서, 상기 제2 재료층은 연질의 실리콘계 의치 리라이닝 재료를 포함하는 것인 방법.
10. 제3항에 있어서, 상기 제2 재료층은 형상 기억 폴리머를 포함하는 것인 방법.
11. 환자의 치아를 위치 조정하기 위한 치아 기기로서:
    치열궁의 환자의 치아를 수용하도록 구성되어 있는 경질 쉘로서, 치아 교정을 필요로 하는 치열궁의 적어도 하나의 제1 치아를 수용하고 상기 제1 치아를 초기 치아 배열로부터 목표 치아 배열로 이동하게 하기 위한 공간을 갖는 적어도 하나의 제1 캐비티를 구비하는 것인 경질 쉘; 및
    상기 제1 캐비티에 형성되고, 상기 제1 치아를 초기 치아 배열로부터 목표 치아 배열로 안내하기 위해 상기 제1 치아를 목표 치아 배열에 맞춰 넣는 수용 형상을 갖는 것인 적어도 하나의 탄성 부재
    를 포함하고,
    상기 탄성 부재는 상기 제1 캐비티에 배치되고 상기 제1 치아의 크라운의 표면을 덮는 층 구조인 것인, 치아 기기.
12. 제11항에 있어서, 상기 경질 쉘은, 치아 교정 또는 교정적 이동을 필요로 하지 않는 치열궁의 적어도 하나의 제2 치아의 형상에 들어맞는 적어도 하나의 제2 캐비티를 갖는 것인 치아 기기.
13. 제11항에 있어서, 상기 경질 쉘은, 그 교합면 상에 교두 특징부 및 와 특징부를 더 포함하는 것인 치아 기기.
14. 제11항에 있어서, 상기 경질 쉘은, 경질 쉘의 구강 표면 상에 송곳니 보호 특징부를 더 포함하고, 상기 송곳니 보호 특징부는 각각 그 혀측에 안내면을 갖는 것인 치아 기기.
    

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