KR102182300B1 - 오정렬 치아 교정 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원호 요소(2) 및 적어도 2개의 전달 요소(3)를 포함하는 오정렬 치아를 교정하기 위한 장치(1)에 관한 것으로, 각각의 전달 요소(3)는 치아 표면(4)과 협력하기에 적합하고 커플링 영역(5)을 가지며, 각각의 전달 요소(3)는 원호 요소(2)에 힘 전달 방식으로 결합되고/결합될 수 있고, 원호 요소(2)는 전체적으로 보았을 때, 하악 또는 상악의 형상을 따르는 포물선의 만곡된 형상을 가지며, 원호 요소(2)는 2개의 이웃하는 전달 요소(3) 사이에 배열되고 시트 요소(2)가 장치(1)의 설치 상태에서 적어도 국소적으로 탄성 변형되는 방식으로 설계된 적어도 하나의 활성화 섹션(6)을 가지며, 장치의 설치 상태에서, 시트 요소는 전달 요소(3)에 결합되어 커플링에 의해 전달 요소(3) 상으로 전달될 수 있는 복원력이 원호 요소(2)에 작용하도록 하고, 원호 요소(2)는 적어도 하나의 형상 체결 요소(7)를 포함하고, 이 형상 체결 요소에 의해, 원호 요소(2)는 원호 요소(2)와 각각의 전달 요소(3)의 서로에 관한 상대 이동이 전달 요소(3)의 커플링 영역(5)에서 볼 때 원호 요소(2)의 종방향 축방향으로 평행한 방향으로 차단되는 방식으로 각각의 전달 요소(3)와 형상 체결 방식으로 협력한다. 가능한 정확하게 치아를 치료할 수 있고, 현 기술 상태에 관하여 그 제조가 단순한 오정렬 치아를 교정하기 위한 장치를 생성하기 위해, 본 발명에 따라, 원호 요소(2)의 종방향 축(19)은 적어도 원호 요소(2)가 힘을 받지 않을 때 평면 내에서 연장한다.

Description

오정렬 치아 교정 장치 및 이의 제조 방법

서두

본 발명은 오정렬 치아를 교정하기 위한 장치에 관한 것으로, 장치는 원호 요소와 적어도 2개의 전달 요소를 포함하고, 적어도 2개의 전달 요소 각각은 치아 표면과 협력하도록 구성되며, 커플링 부분을 포함하고, 각각의 전달 요소는 커플링 부분에서 힘 전달 방식으로 원호 요소와 연결되거나 연결 가능하며, 원호 요소는 하악 또는 상악에 적응되는 전체 포물선 캠버 형상을 가지며, 원호 요소는 2개의 인접한 전달 요소 사이에 배열되고 장치의 설치 상태에서 원호 요소가 적어도 국소적으로 탄성 변형되도록 구성된 적어도 하나의 활성화 섹션을 포함하고, 원호 요소는 장치의 설치 상태에서 전달 요소와 연결되어 원호 요소에 재설정력이 제공되고, 재설정력은 커플링에 의해 전달 요소로 전달 가능하고, 원호 요소는 적어도 하나의 형상 로킹 요소를 포함하며, 형상 로킹 요소에 의해 원호 요소는 각각의 전달 요소와 형상 로킹 방식으로 협력하여 원호 요소와 원호 요소에 종방향으로 평행한 각각의 전달 요소의 상대 이동은 전달 요소의 연결 부분에서 차단되며, 원호 요소는 원호 요소가 활성화 섹션에서 스프링으로서 작용하게 구성되도록 적어도 하나의 활성화 섹션에서 루프 또는 미로(meander)로서 구성된다.

또한, 본 출원은 치아 오정렬을 교정하기 위한 장치용 원호 요소를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 이 방법은

a) 환자의 하악 또는 상악의 복수의 치아의 위치를 검출하는 단계;

b) 검출된 치아 위치로부터 치아의 디지털 모델을 생성하는 단계;

c) 디지털 모델에 기초하여 장치용 원호 요소를 가상으로 설계하는 단계;

d) 가상 설계된 원호 요소가 적어도 실질적으로 장치에서 사용 가능한 형상을 갖도록 가상 설계된 원호 요소를 단일편으로 일체로 제조하는 단계를 포함한다.

치아 오정렬을 교정하기 위한 장치는 통상적으로 브레이스(brace)라 지칭되며, 이는 특히 어린 환자에 대해 치아 오정렬을 치료하는 데 사용된다. 현재의 장치는 통상적으로 각각의 환자의 치료 기간 동안 환자의 입 안에 영구적으로 설치되고 밤새 입으로부터 제거되지 않는 고정된 장치이다. 이러한 장치를 사용하여 하악 또는 상악에 있는 치아를 이동시킬 수 있으며, 이동시킨다는 것은 수직 축 및/또는 횡단 축을 중심으로 회전시키고/시키거나 병진 방식으로 이동시키는 것을 의미한다.

본 출원에 따른 원호 요소는 개별 치아 또는 개별 치아 상에 배열된 전달 요소를 서로 연결시키는 브레이스의 요소이다. 하악뿐만 아니라 상악의 치아도 턱을 따라 통상적으로 포물선 형상으로 배열되기 때문에, 본 장치의 원호 요소는 또한 대응하는 전체 형상을 갖는다. 공지된 원호 요소는 통상적으로 금속, 특히 강철로 만들어지며, 이들은 통상적으로 각각의 치료 상황에 개별적으로 적응되는 수동 또는 자동 굴곡된 와이어 세그먼트이다.

본 출원에 따른 전달 요소는 원호 요소와 각각의 접촉하는 치아 또는 각각 접촉하는 치아들 사이에서 힘을 전달하는 데 사용되는 요소이다. 전달 요소는 일반적으로 종래 기술에서 브래킷이라 지칭된다. 전달 요소는 각각의 원호 요소와 힘 전달 방식으로, 특히 마찰 로킹을 사용하여 협력한다. 대응하는 특별한 형상의 전달 요소는 치열 교정 의사가 의도된 방식으로 각각의 치아를 이동시킬 수 있게 하고, 여기서 전달 요소는 각각의 치아와 협력한다.

또한, 본 출원에 따른 활성화 섹션은 활성화된 원호 요소의 섹션이며, 활성화된다는 것은 적어도 하나의 인접한 전달 요소에 영향을 미치고, 따라서 재설정력 및/또는 재설정 토크의 효과를 통해 치료될 각각의 치아에 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 이 유형의 활성화 섹션은 통상적으로 소위 루프로 구성된다. 루프는 통상적으로 원호 요소에 도입되는 "우회로(detour)"이며, 루프는 원호 요소가 이 부분에서 팽창되거나 압축될 수 있도록 원호 요소용 길이 비축부를 제공한다. 따라서 루프는 스프링 기능을 수행한다. 활성화 섹션에 저장된 힘 정보는 원호 요소와 전달 요소 사이의 커플링을 통해 치아에 전달될 수 있다. 따라서, 원호 요소의 변형은 적어도 하나의 활성화 섹션에서 적어도 탄성 부분을 가져야하므로 원호 요소에 재설정력이 생성되어야 한다는 것을 알 수 있다.

본 출원에 따른 형상 로킹 요소는 원호 요소와 연관된 전달 요소 사이에 형상 로킹을 제공하도록 구성된 임의의 유형의 요소이다. 따라서, 본 발명에 따르면, 획득된 형상 로킹은 형상 로킹에 의해 각각의 전달 요소에 대해 원호의 종방향으로 평행한 이동을 차단하는 것이 필수적이다. 달리 말하면, 원호 요소와 전달 요소 사이에 형상 로킹을 형성하지만 원호 요소의 종방향 축에 수직인 방향으로의 이동만을 차단하는 요소는 원론적으로 본 발명에 따른 형상 로킹 요소이지만, 자체적으로 본 발명의 목적을 달성하지는 않는다. 따라서, 고전적인 연결선(ligature)은 본 발명의 목적을 달성하지 못하며, 이는 원호 요소의 종방향으로 평행한 방향으로 형상 로킹을 제공하지 않기 때문이다.

형상 로킹 요소는 예를 들어 돌출 러그(lug), 예를 들어, 언더컷 홈(undercut groove)과 맞물리도록 구성된 언더컷 키(undercut key) 및 유사한 것들일 수 있다. 아래에 언급된 실시예는 예시적이지만 배타적이지는 않다.

본 발명에 따른 상대 이동을 차단한다는 것은 원호 요소와 전달 요소 사이의 의도하지 않은 미끄럼이 형상 로킹 요소에 의해 방지된다는 것을 의미한다. 따라서, 원호 요소에 의해 부여된 힘이 손실 없이 전달 요소에 전달된다는 점에서 본 발명은 기술적 성공이 타당하다. 따라서, 형상 로킹 요소가 전달 요소와 맞물려 힘을 전달할 수 있기 이전에, 원호 요소와 각각의 전달 요소 사이에 힘 전달 정지를 제공하기 이전, 제조 공차로 인해 초기에 대응하는 형상 로킹 요소가 접촉 거리, 예를 들어, 0.1㎜를 따라 이동하여야 하는 경우는 유해한 것이 아니다. 관련된 재료의 탄성 변형은 무시할 수 있다.

설명된 방법을 참조하면, 치아의 위치의 "포착"은 통상적으로 스캐닝 프로세스로 해석된다. 이러한 유형의 스캐닝 프로세스는 예를 들어 구강내 수행될 수 있으며, 여기서 대응하는 구강내 스캐너가 사용된다. 이러한 유형의 장치는 치료될 환자의 치아에 관한 이미지 정보를 검출하도록 구성되며, 이미지 정보는 이때 통상적으로 디지털 형태로 제공된다. 결국 검출은 검출 순간의 치아 위치에 관한 디지털 정보를 제공한다.

이러한 맥락에서, 본 발명에 따른 디지털 모델은 가상적으로, 특히 CAD 소프트웨어로서만 제공되는 모델이다. 이 유형의 디지털 모델은 치료될 환자의 이전에 포착된 치아의 가상 이미지를 나타낸다. 통상적으로, 치아의 검출은 검출된 치아의 디지털 모델 또는 그 각각의 위치가 높은 수준의 정밀도로 치료될 환자의 실제 특성과 대응하도록 상세히 이루어진다.

디지털 모델은 원호 요소를 가상적으로 설계하는 것을 용이하게 한다. 따라서 원호 요소는 이 단계에서 예를 들어, 와이어 세그먼트로부터의 굴곡 프로세스 및 시행착오에 의한 적응에 의해, 물리적으로 생성되지 않고, 단지 가상으로, 특히, CAD 소프트웨어에 의해 생성된다. 본 발명에 따른 장치는 치료될 치아에 제어된 방식으로 힘을 부여하는 소위 능동 치열 교정 장치이기 때문에 원호는 치료될 치열의 실제 특성에 정확하게 적응되지 않고, 치아의 각각의 의도된 최종 위치의 관점에서 완전히 형성된다는 것을 알 수 있다. 특히, 복수의 원호를 설계하는 것이 고려될 수 있으며, 여기서, 각각의 개별 원호가 초기 치아 위치로부터 치아의 원하는 최종 위치까지의 경로상에서 부분적 결과를 달성할 수 있다. 따라서, 이러한 유형의 치료는 복수의 개별 단계에서 수행된다.

치아가 치료되는 순간에 실제 상태에 적어도 본질적으로 대응하는 디지털 모델은 치열 교정 치료의 성공적인 완료 후에 치료될 치아의 개별적으로 원하는 구성을 나타내는 소위 셋업 모델로 가상적으로 전치된다. 원호, 유리하게는 복수의 원호가 셋업 모델에 기초하여 또는 디지털(초기) 모델과 셋업 모델(최종 모델) 사이의 개별 중간 단계에 기초하여 생성된다.

"디지털 모델"에 기초한 원호를 제조하는 것은 본 출원에 따라 해석되며, 그래서, 치료될 치아의 초기 상황을 반영한 각각의 치아의 디지털 모델을 원호 설계를 위한 시작점으로 사용하지만 그러나 원호는 디지털 모델에 직접적으로 적응될 필요는 없으며, 통상적으로 디지털 모델에 직접적으로 적응되지 않을 것이다.

앞서 언급된 일반적인 유형의 장치 및 방법은 본 기술분야에 이미 알려져 있다. 앞서 설명한 적어도 하나의 활성화 섹션을 갖는 원호 요소를 사용하는 이 기술은 또한 표준 에지 방식(edge wise) 기술로 명명된다.

예를 들어, 유럽 특허 출원 EP 2 204 136A2는 일반적인 유형의 장치 및 그 장치를 생성하기 위한 일반적인 유형의 방법을 개시한다. 이 문헌에는 환자의 치아 위치가 구강내 스캐너에 의해 검출되는 방법이 개시되어 있다. 이와 같이 포착된 데이터는 치아의 위치가 가상적으로 조절되는 데이터 처리 시스템에 의해 처리된다. 개별 치아의 위치를 변경하는 것은 각각의 환자의 치료 완료 후에 치아의 위치를 상징하는 치아의 공칭 위치가 최종적으로 제공되는 방식으로 수행된다.

개시된 기술은 연관된 브레이스의 원호 요소를 가상 설계한 다음 굴곡 기계에 의해 원호 요소를 자동으로 생성하는 것을 용이하게 한다. 이는 종종 치료 치열 교정 의사에 의해 직접 수행되는 종래 기술에 따른 수동 굴곡 작업이 생략될 수 있다는 뚜렷한 이점을 갖는다. 이는 특히 각각의 원호 요소를 제조하는 정밀도 및 원호 요소를 생성하는 비용과 관련하여 유리하다. 각각의 원호를 생성하는 정밀도의 이점은 특히 각각의 치아 오정렬을 치료하는 것이 보다 정확하게 수행될 수 있다는 것인데, 이는 특히 원호 요소에 의해 부여된 치아에 영향을 미치는 힘이 보다 정확하게 예측될 수 있음을 의미한다.

원호 요소를 활성화시키기 위해, 적어도 하나의 활성화 섹션이 원호 요소에 도입되며, 여기서 활성화 섹션은 예를 들어 앞서 언급한 문헌에 따른 루프로서 구성된다. 앞서 설명한 바와 같이, 루프에 의해 그 설치를 통해 원호 요소에 변형 정보를 부여할 수 있으며, 원호 요소는 그 활성화 섹션의 부분에서 탄성적으로 변형되어 재설정력이 활성화 요소에 저장된다. 이 재설정력은 원호 요소를 전달 요소와 커플링한 후에 치아에 영향을 미치며, 따라서, 치아의 이동을 유도한다.

원호 요소에 저장된 힘 정보의 전달을 위해, 힘 전달 연결이 원호 요소와 전달 요소 사이에 정립되는 것이 필요하다. 이러한 유형의 연결은 통상적으로 소위 연결선을 사용하여 종래 기술에서 정립된다. 이는 원호 요소의 삽입 중에 연관된 전달 요소에 설치되는 별도의 연결 장치이다. 연결선은 예를 들어, 얇은 와이어 또는 고무 단편으로부터 생성될 수 있는데, 이는 전달 요소에서 대응하는 고정 요소 주위에 감겨지고, 여기서, 전달 요소에 각각 적용되는 원호 요소는 전달 요소에 대해 가압되어, 힘 전달 마찰 로킹이 얻어진다.

또한, 연결선은 원호 요소가 각각의 전달 요소로부터 분리되는 것을 방지한다. 통상적인 전달 요소는 예를 들어 원호 요소가 삽입되는 소위 브래킷 슬롯을 포함할 수 있다. 원호 요소가 브래킷 슬롯 밖으로 미끄러져 나오는 것을 방지하기 위해 원호 요소를 삽입한 후 연결선이 적용된다.

턱뼈를 따라 각각의 연관된 치아의 이동- 이는 전방 또는 후방 방향을 의미함 -을 유발할 수 있는 연관된 전달 요소와 원호 요소 사이의 힘 전달을 야기할 수 있게 하기 위해서, 원호 요소와 전달 요소 또는 전달 요소들 사이에 원호 요소의 종방향 축에 평행한 방향으로의 힘 전달을 정립하는 것이 요구된다. 종방향 축에 평행이라는 용어는 원호 요소의 특정 위치에 관련한다. 포물선 원호 요소의 종방향 축은 마찬가지로 포물선이고, 종방향 축은 또한 원호 요소의 국소 곡률의 함수로서 대응하는 곡률을 갖는다는 것을 알 수 있다. 따라서 원호 요소와 관련된 용어 "종방향 축"은 어쨌든 직선이 되는 수학적 의미에서의 축과 관련이 없다.

앞서 설명한 연결선을 사용하는 원호 요소와 연관된 전달 요소 사이의 공지된 연결 기술을 사용하는 것은 설명된 마찰 로킹을 통해 원호 요소의 종방향 축 평행 방향으로의 힘 전달을 용이하게 한다. 달리 말하면, 원호 요소는 전달 요소에 대해 예를 들어 브래킷의 브래킷 슬롯 내로 연결선에 의해 가압되므로 마찰력이 원호 요소와 전달 요소 사이에서 작용할 수 있다. 이는 원호 요소와 전달 요소 사이의 종방향 축 평행 힘의 전달을 용이하게 한다.

이러한 공지된 힘 전달 연결은 요소들 사이에서 원론적으로 특정 미끄럼이 발생한다는 단점을 갖는다. 달리 말하면, 원호 요소에 저장된 힘은 전달 요소에 완전히 도입될 수 없으므로, 힘의 적어도 일부는 원호 요소와 각각의 전달 요소 사이의 미끄럼으로 인해 원호 요소의 탄성 변형의 적어도 일부를 감소시켜서 힘의 일부가 소실된다. 이는 브레이스에 의해 치아에 인가되는 힘의 정확한 결정이 거의 불가능하다는 영향을 갖고 있다. 따라서 치료 계획이 조절되고 치료 진행의 함수로서 적응되어야 하기 때문에, 치료가 시작되기 전에 치열 교정 치료 전체를 계획하는 것은 어렵다. 치아의 원하는 이동이 달성되도록 특정 힘을 치아에 부여하기 위해 어떠한 힘이 치열 교정 장치에 실제로 저장되는지 또는 치열 교정 장치에 도입되어야 하는지를 예측하는 것도 거의 불가능하다. 즉, 원호와 치아 사이의 예상되는 힘 손실에 대한 예측은 불가능하다.

정밀도가 부족하다는 것은 치아가 우발적으로 너무 많거나 너무 적게 이동하여 치료 방법은 다른 경우라면 피할 수 있을 다수의 상호작용 단계를 통해 의도된 최종 결과에 접근하여야만 한다는 영향을 갖는다.

이 문제에 대한 해결책은 독일 특허 출원 DE 10 2015 009 345 A1로부터 유도될 수 있다. 이 출원은 브래킷 형상의 부착 요소에 의해 연관된 전달 요소와 연결된 원호 요소를 설명한다. 부착 요소는 모든 측면에서 전달 요소의 상보적인 부착 섹션 주위에 도달하여, 원호 요소와 전달 요소 사이의 상대 이동이 모든 방향에서 차단된다.

그러나, 공지된 원호 요소는 원호 요소의 기하형상에 기인하여 생성이 매우 복잡하다는 단점이 있다. 이는 앞서 설명한 특허 출원에 설명된 원호 요소가 경제적인 방식으로 생산 가능하지 않다는 결과를 가져온다.

따라서, 본 발명의 목적은 치아의 오정렬을 교정하는 장치를 제공하는 것이며, 이는 치아를 효율적이고 온건한 방식으로 치료하는 것을 용이하게 하며, 장치는 공지된 장치와 비교하여 단순화된다.

본 발명의 목적은 원호 요소가 평탄하게 구성되어 원호 요소의 종방향 축이 적어도 원호 요소가 어떠한 외력도 부여되지 않은 상태에서 평면 내에서 연장되도록 앞서 언급한 장치를 개선함으로써 달성된다. 달리 말하면, 원호 요소는 평판에 적용될 때 원호 요소의 전체 종방향 축을 따라 평판과 접촉하도록 평면으로 구성된다. 이 유형의 원호 요소는 원호 요소의 종방향 축이 2차원 공간에서 연장되므로 "2D 원호"로 명명될 수도 있다.

본 발명에 따른 장치는 많은 이점을 갖는다. 먼저, 적어도 하나의 형상 로킹 요소에 의해 원호 요소와 각각의 전달 요소 사이에 직접적인 힘 전달을 제공하는 것이 가능하다. 이는 원호 요소에 의해 부여된 힘이 손실 없이 그리고 제어된 방식으로 의도된 전달 요소에 전달되고 결국 전달 요소에 의해 이동될 치아에 전달되는 결과를 가져온다.

형상 로킹으로 인해 치료 치열 교정 의사가 각각의 치아에 부여된 힘을 정확하게 결정할 수 있다. 이는 연결된 전달 요소 상의 재설정력으로서 원호 요소에 의해 원호 요소의 기하형상 및 그 재료 특성의 관점에서 원호 요소의 탄성 변형으로 인해 부여되는 힘이 정확하게 결정될 수 있다는 개념에 기초한다. 따라서 형상 로킹을 사용하는 치료 치열 교정 의사가 의도된 힘을 예를 들어 0.1 N 정도의 정밀도로 정확하게 조절하는 것이 가능하다. 원호 요소에 의해 전달되는 힘의 결정은 공지된 장치로는 불가능하다.

문제점은 특히 원호 요소의 정확한 위치에서 정확히 대응하는 형상 로킹 요소를 배열하여 전달 요소에 맞물리는 형상 로킹 요소의 맞물림 위치가 부여될 의도된 재설정력에 대응하는 원호 요소의 의도된 변위에 정확하게 대응하게 하는 것이다. 달리 말하면, 이 유형의 원호 요소를 생성하는 것은 특히 어려우며, 그 이유는 원호 요소가 설치될 때 치료될 치아 상에 원하는 힘을 부여하기 위해 적어도 하나의 형상 로킹 요소가 어느 위치에 배치되어야 하는지 미리 알아야 하기 때문이다. 이러한 제조 문제는 본 발명에 따른 제조 방법과 관련하여 더 상세히 후술된다. 공지된 굴곡 방법(수동 또는 자동)은 이 결과를 얻는 것을 용이하게 하지 못한다.

또한, 본 발명에 따른 장치는 종래 기술에서 사용되는 복잡한 3 차원 기하형상을 생략하기 때문에 특히 간단한 방식으로 생산할 수 있다는 뚜렷한 이점을 갖는다. 본 발명에 따른 방법은 평면 내에 적어도 하나의 활성화 섹션을 형성한다는 점에서 특별하다. 이는 루프가 원호 요소의 평면 외부로 이동하지 않고 원호 요소의 평면 내에 형성된다는 것을 의미한다.

특히, 본 발명에 따른 장치의 원호 요소는 시트 금속 단편으로부터 생성될 수 있어서, 원호 요소는 그 최종 사용 가능한 형상으로 즉시 제공된다. 원호 요소는 시트 금속의 평탄한 단편처럼 결국 2차원적이다. 대응하는 제조 방법은 또한 본 출원의 목적이며 이후에 별도로 설명된다.

본 발명에 따른 장치에 특히 유리한 통상적인 원호 요소는 직사각형, 특히 정사각형 단면을 가지며, 정사각형 단면의 에지 길이는 통상적으로 최대 1.0㎜, 유리하게는 최대 0.6㎜, 더 유리하게는 최대 0.5㎜의 범위이다. 정사각형 단면에 추가하여 원형 및 타원형 단면도 고려할 수 있다.

또한, 적어도 하나의 형상 로킹 요소, 유리하게는 모든 형상 로킹 요소가 원호 요소에서 일체로 단일편으로 구성될 때 유리하다. 이러한 방식으로, 원호 요소에서의 형상 로킹 요소의 개별적인 위치 설정이 생략될 수 있으며, 이는 한편으로는 의도하지 않은 부정확한 위치 설정을 방지하고, 다른 한편으로는 원호 요소와 형상 로킹 요소 사이의 비-미끄럼 연결을 생성하는 문제를 피하며, 이는 본 발명을 성공적으로 사용하기 위해 보증되어야 하는 것이다.

장치의 유리한 실시예에서 원호 요소는 형상 기억 재료, 특히 니켈 티타늄 합금, 유리하게는 니티놀에 의해 형성된다. 이 재료는 또한 본 발명에 따른 형상 로킹 요소를 사용하는 것과 독립적으로 유리할 수 있다. 형상 기억 재료는 소위 "초탄성 재료"이며, 특히 두드러진 탄성이 특징이다. 이러한 탄성으로 인해 형상 기억 재료로 만들어진 대상물을 소성 변형시키는 것은 거의 불가능하다. 특히, 니켈 티타늄 합금을 선택하는 것은 높은 생체 적합성 및 대략 40,000 N/mm²의 매우 낮은 탄성 계수의 이점을 갖는다. 후자는 변형으로 인해 원호 요소에서 발생하는 재설정력이 쉽게 제어 가능하고 작은 변형에 대해 완전히 과도하게 커지지 않는다는 이점을 갖는다. 치아 오정렬을 치료하는 데 필요한 힘은 통상적으로 치아 당 대략 1 N의 범위이며, 때로는 심지어 상당히 더 낮다.

초탄성은 원호 요소에 부여된 변형이 이상적으로 100% 탄성 변형이며, 따라서 소성 성분을 갖지 않거나 무시 가능하게 작은 소성 성분을 갖는다는 추가적인 이점을 갖는다. 소성 변형 성분이 없다는 것은 모든 부여된 변형이 탄성 변형이며 궁극적으로 원호 요소에서 대응하는 재설정력을 촉발한다는 결론을 가능하게 한다. 결과적으로, 이는 변형과 재설정력 사이의 정확한 비례가 당연시될 수 있기 때문에 원호 요소에 의해 부여 가능한 힘이 매우 높은 수준의 정밀도로 조절 가능하다는 이점을 갖는다.

그러나 원호 요소에 예를 들어 니티놀과 같은 형상 기억 재료를 사용할 때 문제는 활성화 섹션을 형성하는 데 있다. 이러한 유형의 활성화 섹션은 통상적으로 앞서 설명한 바와 같이 루프의 형태로 구성된다. 루프는 원호 요소가 인접한 전달 요소 사이에서 직선으로 연장하지 않지만 증가된 길이를 갖는 부분이다. 예를 들어, 원호 요소는 활성화 섹션의 일부에서 루프 또는 미로 형태로 연장한다. 이러한 유형의 활성화 섹션은 형상 기억 재료에 도입하기가 매우 어렵거나 전혀 도입되지 않으며 그 이유는 앞서 설명한 바와 같이 이들이 소성 변형이 거의 불가능하기 때문이다. 루프를 형성할 때 특수한 복잡한 열처리 만이 도움이 될 수 있다. 이러한 복잡성을 회피하기 위해, 본 발명에 따른 아래에 설명된 제조 방법이 사용된다.

본 발명에 따른 장치를 추가로 구성하면, 원호 요소는 서로 오프셋된 복수의 형상 로킹 요소를 포함하며, 적어도 2개의 형상 로킹 요소는 장치의 설치 상태에서 동일한 전달 요소와 협력하도록 서로 대응한다. 복수의 형상 로킹 요소는 복수의 전달 요소와 원호 요소의 형상 로킹 연결을 용이하게 한다. 또한, 원호 요소의 복수의 형상 로킹 요소를 동일한 전달 요소와 커플링시키는 것이 유리하다. 이는 하나 또는 복수의 형상 로킹 요소를 사용하는 것은 각각의 전달 요소로 선형 힘을 전달하는 것을 용이하게 할뿐만 아니라 힘 쌍- 이는 토크를 의미함 -을 전달하는 것도 용이하게 한다는 개념에 기초한다. 따라서, 이는 형상 로킹 요소가 형상 로킹 요소들 사이에 레버 암이 제공되도록 서로 오프셋되어 있는 것 만을 필요로 한다.

복수의 형상 로킹 요소를 사용하면 형상 로킹 요소는 유리하게는 원호 요소의 종방향 축을 따라 서로의 후방에서 배치된다는 것을 알 수 있다.

유리하게는, 적어도 하나의 형상 로킹 요소, 유리하게는 모든 형상 로킹 요소는 원호 요소의 종방향 축에 반경방향으로 연장되는 러그에 의해 형성되며, 여기서 대응하는 전달 요소는 유리하게는 대응하는 커플링 부분, 특히 유리하게는 러그에 의해 형상 로킹 방식으로 맞물릴 수 있는 리세스를 포함한다. 이러한 유형의 형상 로킹 요소는 각각 접촉하는 전달 요소와의 형상 로킹을 정립하는 데 특히 매우 적합하다. 따라서, 원호 요소는 또한 전달 요소의 각각의 형상 로킹 요소에 대응하는 리세스를 포함할 수 있거나 그 반대도 마찬가지임을 알 수 있다. 이 실시예는 또한 형상 로킹 및 이에 따른 전달 요소와 원호 요소 사이의 미끄럼 없는 힘 전달을 유도한다. 그러나, 이 실시예는 원호 요소의 리세스가 원호 요소의 단면을 더 감소시키기 때문에 원호 요소의 일반적으로 낮은 단면으로 인해 오히려 유해할 수 있다.

러그는 특히 반경방향으로 돌출된 원통형 또는 직사각형 요소일 수 있다. 유리하게는, 러그로서 구성된 형상 로킹 요소의 기하형상이, 예를 들어, 전달 요소의 언더컷 부분과 맞물리도록 구성될 수 있는 돌출부 또는 오목 부분에 의해 원통형 형상 또는 정사각형 형상의 복잡성을 초과하는 것을 고려할 수 있다(유리한 실시예 참조).

앞서 설명한 바와 같이, 형상 로킹 요소 및 원호 요소의 단일편 일체형 구성이 특히 유리하다. 이는 이전 설명에 따라 러그에 의해 형상 로킹 요소가 형성되는 경우에도 적용된다.

러그에 의해 형성되는 형상 로킹 요소와 독립적으로, 그러나 특히 형상 로킹 요소가 러그에 의해 형성되는 경우에, 형상 로킹 요소는 적어도 부분적으로 다음의 치아 표면에 수직한 방향으로 연장되는 것이 특히 유리할 수 있다. 예를 들어, 혀쪽에- 이는 치아의 혀쪽을 향해 배향된 측면을 의미함 - 배열된 브레이스에서 원호 요소의 각각의 형상 로킹 요소가 전정 방향- 이는 외향 방향을 의미함 -으로 연장되는 것이 유리하다.

또한, 본 발명에 따른 장치는 원호 요소가 적어도 국소 곡률, 유리하게는 각각 최대 1.0㎜, 유리하게는 최대 0.5㎜, 보다 유리하게는 최대 0.2㎜의 곡률 반경을 갖는 복수의 국소 곡률을 가질 때 특히 유리하다. 이러한 유형의 원호 요소는 원호 요소가 각각의 접촉하는 치아의 각각의 표면 형상을 따르는 점에서 치아의 표면에 특히 잘 적응될 수 있다. 이는 곡률이 제공되어 각각의 치아에 적응되는 각각의 원호 요소가 환자의 입에 매우 미소한 불편함만을 야기한다는 점에서 특히 유리하며, 그 이유는 환자가 각각의 접촉하는 치아 표면으로부터 일정 거리에 배열된 원호 요소의 경우와 동일한 정도로 원호 요소를 이물질로 인식하지 못하기 때문이다.

원호 요소를 치아 표면에 적응시키는 것은 예를 들어, 환자가 씹고 있을 때 원호 요소에 영향을 주는 힘이 치아로부터 거리를 두고 연장하는 원호 요소에 대해서 매우 더 작다는 추가적인 이점을 갖는다. 이유는 치아 표면에 잘 적응된 원호 요소가 현재 원호 요소보다 훨씬 작은 접촉 표면을 갖는다는 것이다. 이는 본 발명에 따른 장치의 원호 요소의 비의도적인 파열의 위험이 종래 기술에 비교하여 매우 많이 감소된다는 추가적인 이점을 갖는다. 또한, 전달 요소와 치아 사이에 전달되어야 하는 단기 피크 하중이 연관된 원호 요소의 더 작은 접촉 표면으로 인해 감소되기 때문에, 각각의 치아 표면에 전달 요소를 부착하는 것이 더 간단하다. 이는 또한 예를 들어, 각각의 치아에서의 전달 요소의 부착에 요구되는 부착 표면이 치아로부터 장치의 의도하지 않은 분리의 위험을 증가시키지 않으면서 종래 기술에 비교하여 더 작게 구성될 수 있는 것을 용이하게 한다.

원호 요소의 적어도 하나의 활성화 섹션의 유리한 실시예와 관련하여, 이는 활성화 섹션이 루프 또는 미로로서 구성될 때 특히 유리할 수 있다. 특히 루프는 오메가 형상으로 구성될 수 있다. 활성화 섹션의 미로 형상은, 예를 들어, 순서대로 배열되고 교번적인 반전 및 비반전 오메가 형상 부분 섹션으로서 구성된 복수의 부분 섹션으로부터 형성될 수 있다. 동일한 이유로, 미로 형상 활성화 섹션이 지그재그(zig zag)로 구성되는 것을 고려할 수 있다. 추가적인 유리한 구성은 후속하는 실시예로부터 도출될 수 있다.

앞서 설명한 형상의 활성화 섹션의 구성은 스프링 형태의 활성화 섹션의 사용을 용이하게 한다. 루프 형태 또는 다른 기하학적 형상으로 각각의 활성화 섹션의 부분에서 원호 요소를 연장시키는 것은 원호 요소가 이 부분에 인공적인 길이 연장부를 갖는 결과를 갖는다. 이는 원호 요소가 활성화 섹션에 제공된 길이 비축부를 사용하여 팽창 및/또는 압축될 수 있다는 결과를 갖는다. 따라서, 활성화 섹션은 그 신장이 인장력으로 구성된 재설정력을 생성하고 그 압축이 압축력의 형태로 재설정력을 생성하는 스프링의 기능을 수행한다. 이는 원하는 힘 성분이 원호 요소의 각각의 활성화 섹션의 대응하는 변형을 사용하여 원호 요소로 도입될 수 있다는 효과를 가지며, 여기서 힘 성분은 그후 하나 또는 복수의 힘 전달 요소와의 힘 전달 커플링으로 인해 각각의 치료될 치아에 영향을 줄 수 있다.

앞서 설명한 유형의 제조 방법을 개선하는 이 목적은 본 발명에 따라 다음 방법 단계에 의해 달성된다:

e) 시트 금속 재료의 단편으로부터 원호 요소를 제조하는 단계- 시트 금속의 두께는 원호 요소의 다른 모든 치수보다 상당히 작음 -.

이 방법은 특히 각각의 원호 요소가 기계 또는 사람의 임의의 추가 간섭 없이 제조 프로세스 직후에 그 최종 사용 가능 형상으로 제공된다는 점에서 유리하다. 따라서, 원호 요소의 형성은 어떠한 굴곡력의 영향도 받지 않고 수행된다. 이는 특히, 본 발명에 따른 방법에 따른 완성된 원호 요소는 무엇이든 종래의 굴곡 방법을 사용하여 원호 요소에 도입되는 내부 응력이 없다는 결과를 갖는다. 그러나, 본 발명에 따른 원호 요소는 연관된 전달 요소에 삽입되는 순간에 내부 응력이 없다. 이는 내부 응력으로부터의 자유가 의도된 변위로 인해 원호 요소에서 어떠한 재설정력이 활성화되는지의 보다 정확한 선언을 용이하게 한다는 점에서 유리하다.

또한, 시트 금속의 단편으로부터 원호 요소를 제조하는 것은 이 방법 단계가 특히 간단하고 비용 효과적이며 고도로 정밀한 방식으로 수행될 수 있다는 점에서 유리하다. 본 발명에 따른 시트 금속 단편은 두께가 모든 다른 치수- 이는 그 길이, 그리고, 또한, 그 폭을 의미함 -보다 현저히 작다는 것을 특징으로 한다. 시트 금속은 1.0㎜ 미만, 특히 0.6㎜ 미만의 두께를 갖는 치열 교정 장치용 원호 요소에 적합하다. 이 재료를 사용하여, 각각의 원호 요소는 레이저 절삭 또는 와이어 침식을 사용하여 특히 간단한 방식으로 시트 금속으로부터 제조될 수 있다.

또한, 밀링 및 절삭이 재료 제거 제조 방법으로 사용될 수 있다. 예를 들어 시트 금속의 단편으로부터 원호 요소를 밀링하여 시트 금속 단편이 각각의 밀링 프로세스의 완료 후에 그 최종 형상을 갖도록 하는 것이 고려될 수 있다. 이러한 유형의 프로세스는 컴퓨터 제어를 수행할 수 있고, 따라서, 매우 정밀한 방식으로 수행될 수 있다.

굴곡 로봇을 사용하여 굴곡 요소를 굴곡시키는 종래 기술에 따른 자동화된 제조 방법과 비교하여, 본 발명에 의해 제안된 재료 제거 방법은 매우 더 정확하고 정밀하여 완성된 원호 요소가 최종적으로 매우 높은 수준 또는 정밀도로 원래의 가상 설계된 형상에 대응한다. 원호 요소를 생성할 때 높은 수준의 정밀도는 굴곡 방법에 의해서는 완전히 달성할 수 없는데, 그 이유는 탄성 변형 부분에 대한 소성 변형 부분의 정밀한 결정이 100%의 비율로 가능하지 않고 어쨋든 각각의 시편의 개별적 재료 특성에 의존하기 때문이다.

이러한 유형의 제조는 또한 각각의 원호 요소의 국소 형상을 각각 접촉하는 치아에 정확하게 적응시키는 것을 용이하게 한다. 또한 굴곡 방법보다 생산 속도가 상당히 증가되어 비용 절감에 도움이 된다.

이 방법은 또한 예를 들어 3D 인쇄와 같은 마스터 성형(master forming)보다 우수하다. 3D 인쇄는 매우 시간 소모적일뿐만 아니라 매우 비싸다. 더욱이 적어도 현재의 3D 프린터의 정밀도는 원호 요소의 극히 작은 곡률 반경이 그 종방향 축을 따라 생성될 때 절삭 또는 밀링 방법보다 열등하다.

본 발명에 따른 제조 방법은 특히 형상 기억 재료, 예를 들어 니켈 티타늄 합금, 특히 니티놀로부터 원호 요소를 형성하는 것을 용이하게 한다. 이 재료는 거의 굴곡될 수 없거나 전혀 굴곡될 수 없기 때문에 원호 요소를 생성하는 데 굴곡 프로세스를 사용할 때, 이 재료를 사용하는 것이 거의 불가능하다. 이는 특히 형상 기억 재료의 탄성 부분이 특히 두드러져 소성 변형, 따라서, 영구 변형을 적용하는 것을 거의 전혀 성공시키지 못하는 상황에 직면하기 때문이다. 특히, 각각의 재료의 탄성 특성과는 독립적으로 수행되는 열 변형 프로세스를 시작하기 위해 현저한 처리 온도로 처리될 재료의 단편을 가열할 필요가 있을 것이다. 그러나, 재료 제거 방법을 사용할 때, 각각의 재료 단편의 변형이 수행될 필요가 없으므로, 형상 기억 재료의 초탄성 특성은 어떠한 유해한 영향도 미치지 않는다.

따라서 원호 요소를 위해 형상 기억 재료를 사용하는 것은 원호 요소의 편향으로 인한 소성 변형이 없기 때문에 원호 요소에 저장된 재설정력을 정확하게 결정하는 데 특히 적합하므로 특히 유리하다. 또한 니켈 티타늄 합금을 사용하면 높은 수준의 생체 적합성을 갖기 때문에 특히 유리하다.

본 발명에 따른 장치를 사용하여 치아 오정렬을 갖는 환자를 위한 치료 방법이 특히 효율적인 방식으로 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따라 다음의 치료 방법이 제안된다:

치아 오정렬을 교정하는 방법이며, 이 방법은

ⅰ) 스캐닝 장치에 의해 환자의 상악 및/또는 하악의 복수의 치아의 위치를 검출하는 단계;

ⅱ) 스캐닝 장치에 의해 포착된 데이터를 스캐닝된 치아가 스캐닝된 시작 위치에서 스캐닝된 치아를 가상으로 복제하는 디지털 모델로 전치시키는 단계;

ⅲ) 시작 위치로부터 시작하여 디지털 모델에서 개별 치아의 위치를 가상적으로 조절하여 치아의 공칭 위치가 얻어지도록 하는 단계- 치료 방법이 완료된 이후 개별 치아는 공칭 위치에 있게 됨 -;

ⅳ) 치아의 공칭 위치가 시작 위치로부터 시작하여 개별 이동 증분을 순차적으로 거침으로써 얻어지도록 시작 위치와 공칭 위치 사이의 개별 치아 위치의 차이를 복수의 개별 이동 증분으로 분할하는 단계;

ⅴ) 치료될 각 치아에 적합한 브래킷을 결정하는 단계;

ⅵ) 브래킷의 연관에 따라 환자의 치아에 브래킷을 배열하는 단계;

ⅶ) 각각의 개별 이동 증분에 대해 치아 오정렬을 교정하기 위한 장치의 연관된 원호 요소를 가상으로 설계하는 단계;

ⅷ) 가상 설계된 원호 요소가 그 완성 후 적어도 본질적으로 그 개별적인 최종 형상을 갖도록 부가식(additive) 또는 재료 제거 방법에 의해 단일편으로 일체로 가상 설계된 원호 요소를 각각 생성하는 단계;

ⅸ) 치료 방법의 총 지속 기간에 걸쳐 치아 상에 배열된 브래킷과 개별 원호 요소를 커플링하는 단계로서, 치료될 치아의 위치의 실제 조절- 실제 조절은 각각의 이동 증분에 대응함 -이 완료된 후에 각각의 현재 원호 요소가 제거되고, 그후 후속 이동 증분을 위한 원호 요소를 삽입하는 단계를 포함한다.

치료 방법은 치아의 이동이 개별 단계에서 수행될 수 있고, 개별 원호 요소가 각각의 개별 단계에 대해 제작된다는 뚜렷한 이점이 있다. 원호 요소는 그후 치료 방법이 진행됨에 따라 순차적으로 삽입된다. 따라서, 치료 방법은 순차적인 방법이다.

본 발명에 따른 치료 방법은 통상적으로 치아와 연결된 전달 요소가 전체 치료 과정의 지속 기간 동안 변경될 필요가 없다는 점에서 특정 이점을 갖는다. 대신에, 단지 상이한 원호 요소가 치아를 각각의 의도된 이동을 단계적으로 수행하도록 이동시킨다. 전달 요소는 유리하게는 치료를 수행하기 전에 각각의 치아의 의도된 이동에 개별적으로 적응되어야 하지만, 치료의 지속 기간 동안에는 변경될 필요가 없다.

또한, 본 발명에 따른 방법은 소위 레일 요법(rail therapy), 예를 들어 invisalign®과 비교하여 특히 유리하며, 그 이유는 이 유형의 요법에 사용되는 레일이 모든 유형의 치아 이동에 동등하게 적합한 것은 아니기 때문이다. 예를 들어, 레일 요법은 턱뼈를 따른 치아의 병진 이동에는 그다지 적합하지 않다. 따라서 레일 요법은 흔히 통상적인 브래킷과 조합하여 사용되며, 이 통상적인 브래킷이 초기에 가장 큰 오정렬을 교정한 후 미세 정렬이 레일에 의해 수행된다.

개별화된 원호 요소를 사용하면 제안된 치료 방법이 치료될 환자의 치아의 개별 시작 위치와 적어도 본질적으로 독립적으로 수행될 수 있도록 모든 이동 유형의 이미징을 용이하게 하며 원론적으로 치료에 항상 적합하다.

본 발명에 따른 치료 방법의 특히 유리한 실시예에서, 선택된 브래킷은 각각의 치아에 적용되기 전에 브래킷 캐리어 상에 배열되고, 브래킷은 이전에 가상의 계획된 위치에서 브래킷 캐리어에 의해 치아 상에 위치되고, 위치 설정 후 힘 전달 방식으로 치아와 연결된다. 달리 말하면, 브래킷은 치료될 각각의 치아 상에 배치되기 전에 브래킷 캐리어 상에 배열된다. 브래킷 캐리어를 사용하여 설치 전에 브래킷을 정확하게 위치 설정하고 그후 개별 브래킷을 브래킷 캐리어를 사용하여 치료될 치아의 정확한 위치에 배치할 수 있다.

따라서, 예를 들어 브래킷 캐리어가 치료될 치아의 재현된 네거티브 형상(reproduced negative shape)으로 구성되어 레일 요법에 사용되는 레일에 상당하게 되는 것을 고려할 수 있다. 따라서, 개별 브래킷은 가상 계획된 위치에 대응하는 브래킷 캐리어 상에 배열된다. 그 다음, 브래킷 캐리어는 치료될 각각의 치아 위에 배치되고, 브래킷 캐리어는 그 적응된 형상으로 인해 치료될 치아상의 정확한 위치에 안착된다. 브래킷 캐리어 상에 배열된 브래킷은 말하자면 그 정확한 위치에 있고, 즉 정확하게 이전에 설계된 가상 위치에 있다. 그후, 개별 브래킷은 힘 전달 방식으로 치아와 연결되기만 하면 되며, 이는 예를 들어 합성 재료를 각각의 브래킷과 각각의 치아 표면 사이의 중간 부분에 주입하여 수행될 수 있다. 결과적으로, 브래킷은 치료될 치아에서 이전에 가상 계획된 위치에 매우 높은 수준의 정밀도로 배치된다.

앞서 설명한 브래킷 캐리어는 합성 재료 호일로부터 딥 드로잉함으로써 특히 간단한 방식으로 생성될 수 있다. 딥 드로잉 프로세스에 사용되는 플런저의 형상은 예를 들어 구강내 스캔과, 후속하여 대응하는 포지티브 형상(positive shape)을 석고 내에 형성함으로써 형성될 수 있으며, 이 형상은 따라서, 치료될 치아에 정확하게 적응된다.

개별 이동 증분을 위해 제공된 개별 원호 요소는 유리하게는 앞서 설명한 방식으로 재료 단편으로부터 기계 가공된다. 결과적인 이점은 본 발명에 따른 제조 방법과 관련하여 이미 상술되었다. 유리하게는 원호 요소는 형상 기억 재료, 특히 니티놀에 의해 형성된다.

본 발명에 따른 치료 방법은 또한 개별 이동 증분과 조합하여 순차적으로 사용되는 개별 원호 요소가 각각 동일한 단면을 가질 때 또한 유리하다. 이는 사용되는 브래킷이 사용되는 원호 요소의 형상으로 치료 전에 적응되기만 하면 된다는 점에서 유리하다. 특히, 각각의 브래킷의 브래킷 슬롯은 단지 원호 요소의 형상에 적응되기만 하면 된다.

본 발명에 따른 장치는 이제 도면에 도시된 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명된다.
도 1은 치아 오정렬을 치료하기 위한 개략적으로 도시된 장치를 갖는 상악을 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 장치의 원호 요소용 형상 로킹 요소의 다양한 유형을 도시한다.
도 3은 전달 요소의 커플링 부분과 형상 로킹 요소의 맞물림의 상세를 도시한다.
도 4는 도 1에 따른 상악을 도시하며, 본 발명에 따른 채용된 장치는 복수의 활성화 섹션을 구비한다.
도 5는 본 발명에 따른 장치와 협력하는 복수의 치아를 가진 하악을 도시한다.
도 6은 도 5에 따른, 그러나, 치아 오정렬을 교정하기 위한 치료 방법의 진행된 상태에 있는 하악을 도시한다.
도 7은 치료 방법의 완료 직전의 도 6에 따른 하악을 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 장치의 원호 요소의 다양한 유형의 활성화 섹션을 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 장치와 협력하는 복수의 치아를 포함하는 하악의 가상 표현을 도시한다.

도 1, 도 4, 도 5 내지 도 7 및 도 9에 각각 도시되어 있는 본 발명에 따른 예시적인 장치(1)는 각각 원호 요소(2) 및 복수의 전달 요소(3)를 포함한다. 전달 요소(3)는 각각의 접촉 치아(11)와 원호 요소(2) 사이에 힘을 전달하는 데 사용된다. 전달 요소(3)는 일반적으로 종래 기술에서 브래킷으로 명명된다. 원호 요소(2)는 0.5㎜ × 0.5㎜의 정사각형 단면을 갖는다. 원호 요소(2)는 시트 금속의 단편으로부터 레이저에 의해 절단되기 때문에 평탄하게 구성된다. 평탄한 실시예는 원호 요소에 부여된 힘이 없는 등의 원호 요소(2)의 힘이 가해지지 않은 상태에서 원호 요소(2)의 종방향 축(19)이 평면 내에서 연장되는 효과를 갖는다.

전달 요소(3)는 힘 전달 방식으로 각각의 접촉 치아와 연결된다. 이러한 연결은 전달 요소(3)와 연관된 치아(11) 사이의 상대 이동이 불가능하다는 점에서 제공된다. 존재한다 하더라도, 이러한 유형의 상대 이동은 전달 요소(3) 또는 전달 요소(3)와 각각의 치아(11) 사이의 복합 재료의 재료 팽창량으로만 발생한다.

원호 요소(2)와 전달 요소(3)는 각각 형상 로킹 요소(7)에 의해 서로 연결된다. 형상 로킹 요소(7)는 각각의 전달 요소(3)의 각각의 커플링 부분(5)과 형상 로킹 방식으로 맞물리는 효과를 갖는다. 원호 요소(2)와 각각의 전달 요소(3) 사이의 이 형상 로킹은 원호 요소(2)와 각각의 전달 요소(3) 사이의 상대 이동이 야기되지 않고, 원호 요소(2)와 전달 요소(3) 사이에서 힘이 전도될 수 있도록 하는 효과를 갖는다. 달리 말하면, 원호 요소(2)와 전달 요소(3) 사이의 연결은 미끄럼 없이 제공된다. 이러한 방식으로, 전달 요소(3) 상에 원호 요소(2)에 의해 부여되는 힘은 원호 요소(2)와 전달 요소(3) 사이의 미끄럼 및 활주로 인한 우발적인 힘 감소가 없기 때문에 특히 정밀한 방식으로 결정될 수 있다.

도 1에 따른 표현은, 본 발명에 따른 장치(1)를 단지 개략적으로 도시한다. 장치(1)의 원호 요소(2)는 후방 어금니(16)에 앵커(15)에 의해 고정된다. 따라서, 후방 어금니(16)와 전방 치아(11)는 각각 전달 요소(3)와 연결된다. 또한, 전달 요소(3)는 원호 요소(2)의 형상 로킹 요소(7)와 형상 로킹 방식으로 맞물리는 커플링 부분(5)을 각각 포함한다. 후방 어금니(16)와 간접적으로 연결된 형상 로킹 요소(7)는 도 1의 도면에 따라 나머지 원호 요소(2)와 연결되지 않는다. 이 예시도는 매우 개략적이며, 실제 상태를 반영하지 않고, 원호 요소(2)는 어금니(16)로 연장한다. 또한, 도 1의 어금니(16)에서의 전달 요소(3) 및 형상 로킹 요소(7)는 그들의 구성을 예시적인 방식으로 적시하기 위해 과도한 높이로 도시되어 있다.

따라서, 예를 들어 도 1에 따른 형상 로킹 요소(7)는 각각 어금니(16)에서 상이하게 구성된다는 것이 명백하다. 따라서, 도 1의 좌측 어금니(16)의 형상 로킹 요소(7)는 연관된 전달 요소(3)의 커플링 부분(5)을 형상 로킹 방식으로 둘러싸는 반경방향 돌출 러그(8)만을 포함한다. 우측 어금니(16)의 반대편 형상 로킹 요소(7)에는 말단 포위 부분(17)을 포함하는 러그(8)가 제공된다. 이러한 포위 부분(17)을 사용하여, 형상 로킹 요소(7)의 러그(8)는 연관된 전달 요소(3)의 대응 언더컷 커플링 부분(5)을 둘러쌈으로써 원하는 형상 로킹을 정립한다.

도 1에 따른 상악의 전방 치아에서, 원호 요소(2)는 연관된 전달 요소(3)에서 돌출 러그(8)에 의해 각각 부착된다. 따라서, 각각의 전달 요소(3)는 2개의 형상 로킹 요소(7)와 협력하며, 이는 원호 요소(2)와 전달 요소(3) 사이의 힘 전달이 가능하다는 점에서 유리하다. 형상 로킹 요소(7)만을 사용하면, 연관된 전달 요소(3)에 대한 원호 요소(2)의 회전이 차단되도록 구성된 형상 로킹 요소(7)로만 이러한 유형의 전달이 가능할 것이다.

종래 기술의 원호 요소(2)에서 형상 로킹 요소(7)를 형성하는 것은 형상 로킹 요소(7)의 정확한 위치설정이 거의 불가능하기 때문에 특히 어렵다. 이는 원호 요소(2)와 전달 요소(3)의 연결 이전의 원호 요소(2)의 개별 위치가 종래 기술에 따라서는 결정할 수 없으며, 따라서 설치 상태에서만 결정된다는 사실에 기인한다. 달리 말하면, 전달 요소(3) 또는 접촉 치아(11)에 원하는 힘을 추후 부여하기 위해 형상 로킹 요소(7)를 미리 정확하게 배치하는 것은 불가능하다. 원호 요소(2)의 기하형상 및 전달 요소(3)의 위치의 정확한 계획 및 형상 로킹 요소(7) 및 대응하는 커플링 부분(5)의 위치의 계획을 미리 수행하는 결과적인 능력은 본 발명에 따른 제조 방법에 의해서만 용이해진다. 따라서, 원호 요소(2)의 편향 및 원호 요소(2)를 전달 요소(3)와 연결한 후의 결과적인 재설정력이 진단된 치아 오정렬의 함수로서 이전에 계획된 크기 또는 크기들을 정확하게 갖는 것이 보장된다. 따라서, 이제, 본 발명에 따른 장치(1)를 사용하여 치아(11)에 영향을 미치는 힘을 정확하게 계획하고 이러한 의도된 힘이 또한 실제로 인가되는 것을 높은 수준의 신뢰도로 결정할 수 있다.

활성화 섹션(6)은 원호 요소(2)를 활성화시키기 위해 제공된다. 이들 활성화 섹션은 도 1에 단지 개략적으로 도시되어 있지만, 이들은 도 4 및 도 9에서 더 상세히 볼 수 있다. 또한, 도 8은 활성화 섹션(6)의 다양한 실시예에 대한 예시적인 선택을 제공한다.

활성화 섹션(6)은 본 발명에 따른 장치(1)에 의해 치열 교정 치료 과정에서 연관된 턱뼈에서 이동되어야 하는 치아(11)와 전달 요소(3) 사이에 제공된다. 도 1은 뾰족한 기하형상을 갖는 활성화 섹션(6)을 개략적으로 도시한다. 이는 특히 우측 어금니(16)의 형상 로킹 요소(7)에서 볼 수 있다.

활성화 섹션(6)은 원호 요소(2)가 상당한 양만큼 편향될 수 있게 하는 것을 용이하게 하며, 이는 원호 요소(2)가 활성화 섹션(6)의 효과에 의해 국소적으로 압축되고 국소적으로 팽창될 수 있어서, 유리하게는 형상 기억 재료, 특히, 니티놀로 구성되는 원호 요소(2)의 재료의 탄성 특성에 기인하여 원호 요소(2)에서 재설정력이 활성화 가능한 것을 의미하며, 재설정력은 그후 인접한 전달 요소(3)에 영향을 미친다. 따라서, 재설정력은 전달 요소(3)와 원호 요소(2)의 고정된 연결로 인해 인접한 전달 요소(3)에만 영향을 미친다는 것을 알 수 있다. 활성화 섹션(6)의 오버리칭 효과(overreaching effect)- 이는 인접한 치아 이후의 치아(11) 상의 활성화 섹션(6)의 힘 영향을 의미함 -는 각각의 인접한 치아가 원호 요소(2)의 작용 재설정력으로 인해 이동하고, 따라서, 각각의 다음 활성화 섹션(6)의 활성화(팽창 또는 압축)를 초래하는 한도로만 발생한다. 따라서, 활성화 섹션(6)은 특히 도 8에서 명백한 바와 같이 상이한 구성을 가질 수 있다. 이와 같이 형성된 기하형상은 또한 "루프"로 명명된다.

형상 로킹 요소(7)는 다르게 구성될 수 있다. 예시적인 개요는 변형 a 내지 d로 도 2로부터 도출될 수 있다. 따라서, 전달 요소(3)의 대응하는 커플링 부분(5)을 측방향으로만 둘러싸는(도 2a) 또는 커플링 부분(5)의 뒤쪽에 도달하는(도 2b 내지 도 2d) 형상 로킹 요소들(7) 사이에 원론적으로 구분이 이루어질 수 있다. 또한, 형상 로킹 요소(7)는 추가적으로 원호 요소(2)의 종방향 축(19)에 평행한 양방향으로 원호 요소(2)의 이동을 차단하는 상호로킹 후크(18)로 구성될 수 있다.

원호 요소(2)와 전달 요소(3)의 상호 작용의 예시적인 표현이 도 3에 도시되어 있다. 따라서, 특히 러그(8)로 구성된 형상 로킹 요소(7)가 전달 요소(3)의 대응하는 커플링 부분(5)과 맞물리는 방식은 명백하다. 따라서, 전달 요소(3)는 도 3의 부분 b로부터 명백한 바와 같이 브래킷으로서 구성되고, 브래킷의 커플링 부분(5)은 브래킷 슬롯에 의해 형성된다. 이 브래킷 슬롯은 홈으로 구성된 브래킷의 폭에 걸쳐 종방향으로 연장되며, 원호 요소(2)는 브래킷 슬롯의 홈 내로 삽입된다. 형상 로킹 요소(7)는 브래킷 슬롯을 측방향으로 둘러싸서, 그 종방향 축에 평행한 원호 요소(2)의 방향으로의 원호 요소(2)와 전달 요소(3) 사이의 상대 이동이 차단되도록 한다.

원호 요소(2)의 고정은 다양한 치아(11)에서 제공될 수 있음을 알 수 있다. 어금니(16)가 이 목적을 위해 사용되는 것은 필수적인 것은 아니다. 본 발명에 따른 장치(1)는 일반적으로 수용되는 치열 교정 규칙 및 절차에 따라 사용된다. 이는 특히 개별 치아(11)의 이동의 유형 및 방식, 전달 요소(3)의 구성, 그리고, 원호 요소(2)의 단면의 크기설정에 관련한다. 후자는 또한 치료될 각각의 치아의 원하는 이동에 대해 활성화 섹션(6)과 전달 요소(3)의 상호 작용에 관련한다.

도 4에 따른 실시예로부터 활성화 섹션(6)은 미로 형상으로 구성된다는 것이 명백하다. 각각의 활성화 섹션(6)의 이러한 미로 형상은 수 개의 인접 루프의 형태로 제공되며, 루프는 그 상단 및 저부에서 교번되는 방식으로 높은 지점들을 각각 구비한다. 활성화 섹션(6)의 구성은 이들이 스프링 요소로서 작용하여 원호 요소(2)에 재설정력(인장력, 압축력, 비틀림 모멘트 및 굴곡 모멘트)이 부여될 수 있도록 그 실제로부터 독립적으로 선택되어야 한다. 도 8은 활성화 섹션(6)의 다양한 기하형상을 도시한다. 활성화 섹션은 예를 들어 U 형상 루프(14)(도 8a)로서 구성될 수 있다. 동일한 이유로, 도 8b에 제공된 오메가 형상이 또한 고려될 수 있다. 뾰족한 피라미드 형상(8c)도 고려할 수 있다. 활성화 섹션의 미로 형상의 구성을 참조로, 도 8d 내지 도 8f를 참조한다.

본 발명에 따른 장치(1)를 사용하는 치열 교정 치료가 특히 유리하다. 통상적인 치료는 도 5 및 도 7로부터 명백하다. 따라서, 하악의 중절치의 오정렬을 교정하기 위해 의도된 치열 교정 장치(1)가 사용된다. 장치(1)는 중심으로부터 세어 하악의 네 번째 치아에서 좌측 측면, 그리고 또한, 우측 측면에 고정된다. 도 5 내지 도 7의 검은 실선은 치아(11)와 도시되지 않은 전달 요소(3)에 의해 연결된 다양한 원호 요소(2)를 나타낸다. 개별 활성화 섹션(6)은 두께가 증가함에 따라 치아(11) 사이의 치아 사이 공간에 각각 표시되어 있다. 치료 방법에 관하여, 각각의 원호 요소(2)가 치료 방법의 진행의 함수로서 치아(11)의 각각의 완료된 이동 증분 이후에 교체되어야 한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 통상적으로 치아(11)에 배열된 전달 요소(3)는 전체 치료 동안 유지된다.

이는 특히 치열 교정 치료를 계획하기 위해 치료될 치아의 초기 상태에 관하여 치료의 시작 이전의 현재 상황이 검출되어야 한다는 것을 나타낸다. 치아의 원하는 최종 위치는 가상 모델에 기초하여 이 초기 상태의 함수로서 생성된다. 이는 치료될 치아의 검출된 초기 상태로부터 유도된 가상 모델로부터 시작하여 치아의 가상 이동에 기초하여 발생한다. 치료될 치아의 최종 위치와 시작 위치 사이의 차이는 전체 이동에 대응한다.

통상적으로 이 전체 이동은 모든 동일한 구성요소를 갖는 단일 치열 교정 장치를 사용하여서는 달성할 수 없다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 전체 이동을 그 모든 성분이 동일한 각각의 치열 교정 장치에 의해 실행될 수 있는 복수의 개별 이동 증분으로 분해한다. 이들 미리 결정된 이동 증분들 각각은 연관된 원호 요소(2)와 본 치료 방법에 따라 연관된다. 이는 각각의 원호 요소(2)가 각각의 연관된 이동 증분이 완료되도록 각각의 전달 요소(3)와 조합하여 치료될 치아를 충분히 멀리 그리고 소정 위치로 이동하는 것을 담당하는 효과를 갖는다.

이동 증분이 완료되자마자, 현재 원호 요소(2)가 제거되고 각각의 다음 원호 요소(2)가 삽입되어 다음 이동 요소가 수행될 수 있다. 따라서, 치료 방법은 순차적 방법이며, 여기서, 개별 이동 증분은 단일 개별 원호 요소(2)에 의해 치료될 각각의 치아의 시작 위치와 최종 위치 사이에서 하나씩 수행된다.

도시된 원호 요소(2)의 상이한 형상은 도 5 내지 도 7로부터 명백하다. 도 7에 따른 예시도는 그 최종 이동 증분 동안의 치료될 치아를 도시하며, 치아는 최종 이동 증분을 완료한 후에 그 원래 계획된 원하는 최종 위치에 있다.

도 9에 따른 예시도는 좌측 측면의 세 번째 치아로부터 우측 측면의 세 번째 치아까지의 부분에서 다른 하악을 도시한다. 이 예시도는 치료될 하악의 가상도를 나타낸다. 각각의 전달 요소(3)는 치료될 치아(11) 각각에 배열된다. 원호 요소(2)는 전달 요소(3)와 결합되어 원호 요소(2)와 전달 요소(3) 사이의 힘이 전달될 수 있다. 원호 요소(2)는 도시된 실시예에서 총 3개의 활성화 섹션(6)을 가지며, 여기서 활성화 섹션(6)은 루프(10)에 의해 형성된 루프(14)로서 각각 형성된다. 이들 루프(14)의 형상은 도 8a에 따른 루프의 형상에 대략적으로 대응한다. 원호 요소(2)는 원호 요소(2)를 따라 연장되는 종방향 축(19)을 갖는다. 원호 요소(2)는 전체적으로 평탄하게 구성된다. 이는 종방향 축(19)이 치아(11)의 수직 축에 대략 수직으로 배향된 도시되지 않은 평면 내에 배열된다는 것을 의미한다.

도면으로부터, 치료될, 그리고, 가상 모델에 도시되어 있는 치아(11)는 서로 너무 멀리 떨어져 있다는 것이 명백하다. 앞서 설명된 초기 위치를 갖는 치료될 치아(11)에 대한 치료 목표는 치아(11)를 서로 가깝게 이동시키는 것이다. 이 목적을 위해, 전달 요소(3)에 삽입된 후의 의도된 원호 요소(2)에는 내부 장력이 제공되어 원호 요소(2) 내에 작용하는 재설정력으로 인해 원호 요소(2)가 그 원래의 형상으로 수축하는 경향이 있도록 될 필요가 있다. 이 이동 중에 원호 요소(2)는 치료될 치아를 따라 치아(11)를 당겨야 한다. 이러한 목적으로 원호 요소(2)를 전달 요소(3)에 힘 전달 커플링할 필요가 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 커플링은 본 발명에 따라 형상 로킹 요소(7)에 의해 달성되며, 각각의 외부 형상 로킹 요소 만이 도 9에서 볼 수 있다.

형상 로킹 요소(7)는 원호 요소(2)의 종방향 축에 대략 수직으로 연장되는 반경방향 돌출 러그(8)에 의해 형성된다. 러그(8)는 각각의 인접한 전달 요소(3)와 형상 로킹 방식으로 맞물리도록 구성된다. 도시된 경우에, 러그(8)는 각각의 전달 요소(3)의 커플링 부분(5)의 대응하는 정지 표면에 대해 측방향으로 가압한다. 이러한 방식으로, 원호 요소(2)와 각각의 전달 요소(3) 사이에 비-미끄럼 힘 전달이 보장된다.

도 9에 따른 원호 요소는 반경방향으로 연장하는 러그(8)로서 구성된 가시적 형상 로킹 요소(7) 이외의 추가적인 형상 로킹 요소(7)를 포함한다. 그러나, 러그(8)는 도 9에서 가시적이지 않으며, 이는 이들이 각각의 접촉 전달 요소(3)의 대응 리세스와 맞물리기 때문이다. 따라서, 러그(8)는 전정 방향에서 본 치아(11)에 대해 각각의 전달 요소(3)의 대응하는 리세스 내로 연장된다.

본 발명에 따른 장치(1)에 의해 치아는 턱뼈를 따른 치아의 단순한 이동에 추가로 그 수직 축 및 그 횡방향 축을 중심으로 회전될 수 있다는 것을 알 수 있으며, 이는 굴곡 토크가 원호 요소(2)에 의해 전달 요소(3)에 전달될 수 있다는 것을 의미한다. 이를 달성하기 위해, 각각의 원호 요소(2)는 그 길이를 따라 편향될뿐만 아니라 그 종방향 축(19)을 중심으로 추가적으로 비틀리거나 굴곡된다. 임의의 경우에, 전달 요소(3)와 이를 결합하기 이전의 원호 요소(2)의 변형은 원호 요소(2)에서의 재설정력 또는 재설정 토크를 활성화하고, 이는 그후 전달 요소(3)와의 형상 로킹 커플링으로 인해 치료될 치아(11)의 이동을 야기한다.

이전 설명에 따른 개별 실시예의 개별적인 특징은 서로 의존적이지 않으며, 그래서, 본 기술 분야의 숙련자는 본 기술 분야의 기술 범위 내에 있는 다른 방식으로 특징들을 서로 조합 할 수 있다는 것을 알 수 있다.

1 장치
2 원호 요소
3 전달 요소
4 치아 표면
5 커플링 부분
6 활성화 섹션
7 형상 로킹 요소
8 러그
9 리세스
10 루프
11 치아
12 브래킷 베이스
13 슬롯
14 루프
15 앵커
16 어금니
17 포위 부분
18 후크
19 종방향 축

Claims (12)

1. 오정렬 치아를 교정하기 위한 장치이며,
   - 원호 요소(2); 및
   - 적어도 2개의 전달 요소(3)를 포함하고,
   적어도 2개의 전달 요소(3) 각각은 치아 표면(4)과 협력하도록 구성되며, 커플링 부분(5)을 포함하고, 각각의 전달 요소(3)는 힘 전달 방식으로 커플링 부분에서 원호 요소(2)와 연결되거나 연결 가능하며,
   원호 요소(2)는 하악 또는 상악에 적응되는 전체 포물선 캠버 형상을 가지며,
   원호 요소는 2개의 인접한 전달 요소(3) 사이에 배열되고 장치(1)의 설치 상태에서 원호 요소(2)가 적어도 국소적으로 탄성 변형되도록 구성되는 적어도 하나의 활성화 섹션(6)을 포함하고, 원호 요소는 장치(1)의 설치 상태에서 전달 요소(3)와 연결되어 원호 요소에 재설정력이 제공되고, 재설정력은 커플링에 의해 전달 요소(3)에 전달 가능하며,
   원호 요소(2)는 적어도 하나의 형상 로킹 요소(7)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 형상 로킹 요소에 의해, 원호 요소(2)는 형상 로킹 방식으로 각각의 전달 요소(3)와 협력하여 전달 요소의 커플링 부분(5)에서 원호 요소(2)의 종방향으로 평행한 방향으로 각각의 전달 요소(3)와 원호 요소(2)의 상대 이동이 차단되는, 장치에 있어서,
   원호 요소(2)의 종방향 축(19)은 적어도 원호 요소의 힘이 가해지지 않은 상태에서 평면 내에서 연장하는 것을 특징으로 하는, 치아 오정렬 교정 장치.
2. 제1항에 있어서, 원호 요소(2)는 직사각형 단면을 가지며, 원호 요소(2)의 에지 길이는 최대 0.6mm인 것을 특징으로 하는, 치아 오정렬 교정 장치(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 원호 요소(2)는 형상 기억 재료에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 치아 오정렬 교정 장치(1).
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 원호 요소(2)는 원호 요소(2)가 활성화 섹션(6)에서 스프링으로 작용하게 구성되도록 적어도 하나의 활성화 섹션(6)에서 루프(10) 또는 미로 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 치아 오정렬 교정 장치(1).
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 원호 요소(2)는 서로 오프셋된 복수의 형상 로킹 요소(7)를 포함하며, 적어도 2개의 형상 로킹 요소(7)는 이들이 장치(1)의 설치 상태에서 동일한 전달 요소(3)와 협력하도록 서로 대응하는 것을 특징으로 하는, 치아 오정렬 교정 장치(1).
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 형상 로킹 요소(7)는 원호 요소(2)의 종방향 축에 대해 반경방향으로 연장되는 러그(8)에 의해 형성되며, 대응하는 전달 요소(3)는 유리하게는 형상 로킹 방식으로 러그(8)와 맞물리는 대응하는 리세스(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 치아 오정렬 교정 장치(1).
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 원호 요소(2)는 최대 1.0㎜의 곡률 반경을 갖는 적어도 하나의 국소 곡률을 갖는 것을 특징으로 하는, 치아 오정렬 교정 장치(1).
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 원호 요소(2)는 단일편으로 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는, 치아 오정렬 교정 장치(1).
9. 치아 오정렬을 교정하기 위한 장치용 원호 요소를 생성하기 위한 방법이며,
   a) 환자의 상악 및/또는 하악의 복수의 치아(11)의 위치를 검출하는 단계;
   b) 검출된 치아(11) 위치로부터 치아(11)의 디지털 모델을 생성하는 단계;
   c) 디지털 모델로부터 장치(1)에 대한 원호 요소(2)를 가상적으로 설계하는 단계;
   d) 완성된 원호 요소가 그 완료 이후 적어도 본질적으로 그 최종 형상을 가져서 완성된 원호 요소가 최종 형상으로 장치(1)에서 사용 가능하도록, 컴퓨터 제어되는 단일편으로 일체로 가상 설계된 원호 요소(2)를 생성하는 단계를 포함하는, 방법에 있어서,
   e) 시트 금속 재료의 단편으로부터 원호 요소(2)를 제조하는 단계를 포함하고, 시트 금속의 두께는 원호 요소의 다른 모든 치수보다 상당히 작은 것을 특징으로 하는, 방법.
10. 제9항에 있어서, 원호 요소(2)는 재료 요소로부터 밀링 또는 절단되는 것을 특징으로 하는, 방법.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 시트 금속의 두께는 1.0㎜ 미만인 것을 특징으로 하는, 방법.
12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 원호 요소(2)는 레이저 절삭 또는 와이어 침식에 의해 시트 금속으로부터 절단되는 것을 특징으로 하는, 방법.

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