KR102370004B1 - 치열 교정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치아를 이동시켜서 치열을 교정하는 치열 교정 장치로서, 교정 대상 치아들에 부착되는 복수의 브라켓; 및 상기 브라켓에 연결되어 치아에 교정력을 가하는 교정기구로 구성되며, 상기 교정기구는, 입안에 고정되며, 치아에 교정력을 가하는 기준됨이 되는 형태 유지부; 상기 브라켓 각각에 탈부착 가능하게 결합되는 복수의 브라켓 결합부; 및 일단이 상기 복수의 브라켓 결합부 각각에 연결되고, 타단은 상기 형태 유지부에 연결되며, 치아를 교정 완료 위치로 이동시키기 위한 탄성력을 가진 탄성부를 포함하여 구성되고, 상기 브라켓 결합부가 상기 브라켓에 결합되면, 상기 탄성부의 탄성력이 작용하여 치아가 상기 교정 완료 위치로 이동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 치열 교정 장치는, 치아를 교정 완료 위치로 이동시키기 위한 탄성력을 가진 탄성부를 이용하여 개별적인 치아의 이동이 이루어지도록 각각의 치아에 교정력을 가함으로써, 모든 치아를 동시에 이동시킬 때보다 여러 단계를 거치지 않고 치아 교정을 좀 더 효율적으로 수행할 수 있고, 치아에 무리를 주지 않으면서 교정이 행해질 수 있다.

Description

치열 교정 장치{ORTHODONTIC APPARATUS}

본 발명은 치열 교정 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 각각의 치아에 개별적으로 교정력을 가함으로써 다른 치아에 영향을 주지 않고, 개개의 치아에 각각의 이동량을 부여하여 보다 간편한 교정이 가능하도록 한 치열 교정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 교정 환자들은 치아의 부정교합 또는 악궁의 부조화로 인한 심미적인 문제로 인해 교정 치료를 결정한다. 이러한 환자들은 심미적인 문제를 심각하게 받아들여 웃을 때 입을 가리거나 웃지 않는 등 사회적 자신감이 결여된 태도를 보인다. 이러한 문제로 인해, 환자들은 교정 치료를 수차례 고민하게 된다. 그러나, 환자들은 현실적으로 오랫동안 교정 장치를 해야 하고, 그 외에도 비용적, 시간적인 문제들이 발생하기 때문에 교정 치료를 보류하는 경우가 많다.

종래의 브라켓은 비심미적이며 크기가 커서 이물감에 의한 불편함이 있고, 브라켓의 부정확한 부착, 와이어의 휨 등과 같이 교정 기간을 많이 소요하게 하는 다양한 문제들이 있어 이를 극복하고자 여러 방법이 시행되고 있으나 뚜렷한 효과를 보지 못하고 있다.

또한, 종래의 교정 방법은 치아의 브라켓을 정확하게 부착하는 것이 치아 교정의 완성도를 높이는데에 많은 부분을 차지하고 있다. 따라서, 대다수의 교정 의사들은 브라켓을 치아에 부착하거나 잘못 부착된 브라켓을 재부착하는데에 많은 시간을 할애한다. 이와 더불어, 환자들 또한 교정 치료에 소요되는 시간이 늘어나면서 불편함이 발생한다.

대한민국 등록특허 10-1316946

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 3D 프린팅을 이용하여 교정 장치를 제작하고, 각각의 치아에 개별적인 교정력을 가하여 모든 치아를 동시에 이동시킬 때보다 단순하고 쉽게 교정 치료가 가능한 치열 교정 장치 및 치열 교정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 치열 교정 장치는, 치아를 이동시켜서 치열을 교정하는 치열 교정 장치로서, 교정 대상 치아들에 부착되는 복수의 브라켓; 및 상기 브라켓에 연결되어 치아에 교정력을 가하는 교정기구로 구성되며, 상기 교정기구는, 입안에 고정되며, 치아에 교정력을 가하는 기준됨이 되는 형태 유지부; 상기 브라켓 각각에 탈부착 가능하게 결합되는 복수의 브라켓 결합부; 및 일단이 상기 복수의 브라켓 결합부 각각에 연결되고, 타단은 상기 형태 유지부에 연결되며, 치아를 교정 완료 위치로 이동시키기 위한 탄성력을 가진 탄성부를 포함하여 구성되고, 상기 브라켓 결합부가 상기 브라켓에 결합되면, 상기 탄성부의 탄성력이 작용하여 치아가 상기 교정 완료 위치로 이동하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 브라켓은, 양측에 측면 홈이 형성되고, 상기 측면 홈의 하측에 형성되어 치아 접촉면을 가진 베이스부 및 상기 측면 홈의 상측에 형성된 전면부를 포함하며, 상기 브라켓 결합부는, 상기 전면부를 통과하도록 걸림 홀이 형성되어 상기 브라켓의 측면 홈에 결합될 수 있다.

한편, 상기 형태 유지부는 교정력을 가하는 기준됨이 되는 형태유지구조물과 형태유지 구조물에 탈부착이 가능한 복수의 결합구조물로 구성되며, 상기 탄성부가 결합구조물에 연결된 구조일 수 있다.

한편, 상기 형태 유지부는 내부에 내부코어가 삽입된 구조일 수 있으며, 상기 내부코어의 단면 형상은 원형 또는 각형으로 형성될 수 있다.

한편, 상기 형태 유지부는 내부코어를 따라 이동 가능할 수 있다.

한편, 상기 형태 유지부는 단단한 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.

한편, 상기 탄성부는, 내측에 삽입되어 탄성력을 보충하기 위한 보조 탄성체를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 보조 탄성체는 NiTi 스프링일 수 있다.

한편, 상기 형태 유지부는 상악 또는 하악에 식립된 임플란트에 결합되어 고정될 수 있다.

본 발명의 다른 형태에 의한 치열 교정 방법은, 상기한 치열 교정 장치를 이용하여 치열을 교정하는 방법으로서, 복수의 치열교정용 브라켓을 치아에 부착하는 단계; 상기 브라켓이 부착된 치아를 스캔하여 구강 데이터를 출력하는 단계; 상기 구강 데이터를 이용하여 치아를 교정 완료 위치로 이동시키기 위한 기준점이 되는 형태 유지부의 형상과 교정력을 부여하기 위한 탄성력을 가지는 탄성부의 형상을 계산하고, 계산된 결과를 3D 프린터기에 송신하는 단계; 상기 송신된 형상에 따라 상기 형태 유지부와 상기 탄성부 및 상기 브라켓에 탈부착 가능하게 결합되는 브라켓 결합부를 포함하는 교정기구를 상기 3D 프린터기로 출력하는 단계; 상기 형태 유지부를 입 안에 고정시키는 단계; 및 상기 브라켓 결합부를 상기 브라켓에 결합시키는 단계를 포함하고, 상기 브라켓 결합부가 상기 브라켓에 결합되면, 상기 탄성부의 탄성력이 작용하여 치아가 상기 교정 완료 위치로 이동하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 치아를 교정 완료 위치로 이동시키기 위한 탄성력을 가진 탄성부를 이용하여 개별적인 치아의 이동이 이루어지도록 각각의 치아에 교정력을 가함으로써, 모든 치아를 동시에 이동시킬 때보다 여러 단계를 거치지 않고 치아 교정을 좀 더 효율적으로 수행할 수 있고, 치아에 무리를 주지 않으면서 교정이 행해질 수 있다.

또한, 탄성부의 일단에 연결되는 브라켓 결합부는 치아에 부착된 브라켓에 쉽게 탈부착이 가능하게 결합됨으로써, 구강 위생을 위해 교환이나 세척이 용이하고, 환자의 상황에 따라 치은의 발적, 치은 부종의 치료, 심미적으로 필요한 상황 등으로 인해 일정 기간 교정 장치를 제거해야 할 때 제거한 후에 다시 결합시키기 용이하므로 환자와 의사에게 편리한 교정 방법으로 선호될 수 있다.

최종적으로, 브라켓이 치아에 부착된 상태에서 3D 스캐너를 활용하여 치아 및 브라켓의 형태를 스캔한 후에 스캔 결과를 바탕으로 탄성부를 포함한 교정 장치를 3D 프린터로 제작함으로써, 브라켓의 부착이 교정에 큰 영향을 주지 않으므로 브라켓을 치아에 부착하거나 잘못 부착된 브라켓을 재부착하는데에 많은 시간을 할애할 필요가 없고, 복잡한 전문 지식이 없더라도 컴퓨터에서 설계된 형상에 따라 교정 장치를 제작하므로 쉽게 교정 치료를 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정 장치에 사용되는 브라켓의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 브라켓이 치아 협측과 설측에 부착된 구조를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 교정기구를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 교정기구가 브라켓에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 교정기구에서 탄성부의 다양한 형상들을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 6는 본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정 장치를 사용하여 치아를 전방으로 이동시키는 과정을 나타낸 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정 장치를 사용하여 치아를 하방으로 이동시키는 과정을 나타낸 정면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정 장치가 전치부의 크라우딩 교정에 적용되는 예를 교합면 방향에서 바라본 개략적인 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정 장치가 전치부 압하 및 교합 평면 교정에 적용되는 예를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정 장치가 전치부 이개 교정에 적용되는 예를 교합면 방향에서 바라본 개략적인 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 치열 교정 장치를 교합면 방향에서 바라본 개략적인 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 형태 유지부에 내부코어가 삽입된 치열 교정 장치가 치아에 부착된 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 치열 교정 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도 및 탄성부를 확대한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 치열 교정 장치가 미니 임플란트에 결속된 예를 교합면 방향에서 바라본 개략적인 도면이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 치열 교정 장치가 결속된 미니 임플란트의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실시예들을 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정 장치에 사용되는 브라켓의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 브라켓이 치아 협측과 설측에 부착된 구조를 개략적으로 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 교정기구를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 교정기구가 브라켓에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 측단면도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 교정기구에서 탄성부의 다양한 형상들을 개략적으로 나타낸 정면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 교정 장치는, 각각의 치아(10)에 부착된 치열교정용 브라켓(100)과 이에 결속하는 교정기구(200)를 포함한다. 교정기구(200)는 브라켓 결합부(210), 탄성부(220) 및 형태 유지부(230)를 구비할 수 있다.

먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 브라켓(100)은 양측에 측면 홈(110)이 형성되고, 측면 홈(110)의 하측에 형성되어 치아(10) 접촉면을 가진 베이스부(120)와, 측면 홈(110)의 상측에 형성된 전면부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 브라켓(100)은 악궁 확장, 악궁 감소 등의 교정에 유리하도록 치아(10)의 다양한 위치에 부착될 수 있다. 도 2에는 설명을 위하여 치아 바깥쪽인 협측에 부착된 브라켓(100`)과 치아 안쪽인 설측에 부착된 브라켓(100``)을 함께 도시하였으나 일반적으로는 설측 또는 협측 중에 한 곳에만 브라켓이 부착된다. 한편, 브라켓(100)은 각각의 치아(10)에 개별적인 교정력을 가할 수 있도록 치아(10)마다 각각 다른 형태로 형성될 수 있고, 이를 위해 3D 프린터로 개별 제작될 수 있다. 또한, 브라켓(100)은 이물감을 줄이기 위해 치아(10)나 치은 형태에 따라 다양한 곡선 형태로 디자인되거나, 직육면체, 사각형, 오각형 등으로 형성될 수도 있다. 또한, 브라켓(100)은 투명 플라스틱, 도자기, 지르코니아 등의 재질로 형성될 수 있고, 여러 조각으로 분리된 상태에서 조립이 가능하도록 제작될 수도 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 교정 장치의 교정기구(200)는 치아(10)에 부착된 브라켓(100)에 결속되는 것으로, 브라켓 결합부(210), 탄성부(220) 및 형태 유지부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.

브라켓 결합부(210)는 치아에 부착된 브라켓(100)의 수만큼 준비되어 각 브라켓(100)에 결속되며, 브라켓(100)의 베이스부(120)와 전면부(130) 사이에 형성된 측면 홈(110)에 걸려서 결합되도록 걸림 홀(211)이 형성된다. 즉, 브라켓 결합부(210)는 걸림 홀(211)이 전면부(130)를 통과하여 브라켓(100)의 측면 홈(110)에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.

탄성부(220)는 일단이 브라켓 결합부(210) 각각에 연결되고, 브라켓 결합부(210)를 통해 결속된 치아(10)를 교정 완료 위치로 이동시키기 위한 탄성력을 가지도록 형성된다. 여기서, 탄성부(220)는 치아의 이동 방향 또는 이동 거리에 따라 교정력을 가하기 위한 탄성의 정도와 유지 기간이 각각의 치아마다 달라지도록 제조될 수 있다. 즉, 치아의 위치, 형태, 악궁의 모양들에 따라 각각의 치아에 교정 완료 위치까지의 이동량을 각각 부여함으로써 종래의 교정용 와이어로 인한 부작용 없이 간단한게 치아를 이동시키기 때문에 악궁 확장 등의 여러 단계를 거치지 않고, 교정이 좀 더 효율적으로 이루어질 수 있다. 이는 모든 치아에 작용하는 하나의 교정용 와이어가 대량 생산되는 종래 기술과는 달리, 교정 완료 위치에 따라 탄성 정도와 탄성 유지 기간이 치아 별로 달라질 수 있기 때문에, 탄성부(220)는 컴퓨터로 설계된 결과에 따라 3D 프린터로 제작되는 것이 바람직하다. 이때, 컴퓨터는 교정 완료 단계에서 위치할 최종 위치(이하 '교정 완료 위치')로 치아(10)가 이동하도록 탄성부(220)의 길이, 각도, 두께 등을 설계하여 3D 프린팅함으로써 치아 별로 다른 교정력을 가지는 교정기구를 제작할 수 있으며, 교정 완료 위치를 산출하기 위하여 치아의 상태를 3D 스캐너로 스캔하여 이용할 수 있다. 한편, 탄성부(220)는 고무 또는 실리콘 등으로 형성될 수 있으나, 압하력 정출 후방이동, 전방 이동, 악궁 확장 등에 따라 플라스틱, 금속 구조물(아치와이어, 스프링) 등과 결합된 형태로 제조될 수도 있다.

형태 유지부(230)는 복수의 탄성부(220) 및 그에 연결된 브라켓 결합부(210)를 고정하는 부분으로서, 상악 또는 하악의 대구치(어금니)에 양단이 고정되거나 입천장 등에 식립된 미니 임플란트에 고정되며 종래의 치아 교정에 사용되는 와이어와 달리 치열을 따라서 그 형태가 고정되어 있다. 따라서, 형태 유지부(230)는 브라켓 결합부(210)를 통해 결속된 치아(10)에 탄성부(220)가 교정력을 적절하게 가할 수 있도록 기준점의 역할을 할 수 있다. 즉, 탄성부(220)의 타단이 형태 유지부(230)에 연결되어 고정된 상태에서, 탄성부(220)의 일단에 연결된 브라켓 결합부(210)가 치아(10)에 부착된 브라켓(100)에 결합될 경우, 탄성부(220)의 길이가 늘어나면서 탄성부(220)의 탄성력이 활성화될 수 있다. 이때, 탄성부(220)는 탄성력에 의해 원래의 위치로 이동하려 하기 때문에, 이를 이용하여 개별 치아(10)에 교정력을 가할 수 있다. 여기서, 비록 자세히 도시되지는 않았으나, 형태 유지부(230)는 이물감으로 인한 환자의 불편함 및 탄성부(220)의 탄성력 소실을 최소화하도록 치아나 치은의 형태에 맞게 굴곡된 형태 등으로 제작될 수도 있다. 또한, 형태 유지부(230) 또한 탄성부(220)에 의한 교정력이 가해져 치아(10)의 교정 이동이 완료되는 교정 완료 위치를 기준으로 컴퓨터에 의해 설계되는 것이 바람직하다. 한편, 형태 유지부(230)는 단단한 플라스틱 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 탄성부(220)는 교정력의 크기와 방향에 따라 변형 설계될 수 있다. 즉, 도 5(a) 및 도 (b)와 같이 탄성부(220)의 폭이 상대적으로 좁거나 넓게 형성될 수 있으며, 도 5(c)와 같이 탄성부(220)의 중심부에 홀(210)이 형성될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 교정 장치는 교정기구(200)의 형태 유지부(230)와 브라켓 결합부(210) 사이에 구비된 탄성부(220)가 치아(10)에 교정력을 가하도록 구성되기 때문에, 교정 장치가 일정한 저작력에 의해 치아로부터 분리되지 않으며, 탄성부(220)의 탄성력을 이용하여 교정 장치가 용이하게 제거될 수 있으므로 기존의 와이어 교정 장치에 비해 상대적으로 환자 및 의사에게 편리하고, 치료의 부담감을 줄여줄 수 있다.

도 6는 본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정 장치를 사용하여 치아(10)를 전방으로 이동시키는 과정을 나타낸 측면도이다. 먼저, 도 6(a)와 같이, 브라켓(100)을 치아(10)의 협측에 부착시킨 상태에서, 형태 유지부(230)를 대구치 등에 고정시킨다. 이때, 형태 유지부(230)는 치아(10)의 이동을 유리하게 하는 위치에 고정될 수 있다. 또한, 도 6(a)에서 브라켓 결합부(210)과 브라켓(100)은 전후방으로 일정 간격을 두고 떨어져 있는 상태이다.

다음에 도 6(b)와 같이, 브라켓 결합부(210)에 형성된 걸림 홀(211)을 브라켓(100)의 양측에 형성된 측면 홈(110)에 걸리도록 삽입하여 브라켓 결합부(210)를 브라켓(100)에 결합시킨다. 이때, 형태 유지부(230)는 그 형태가 고정되어 3차원 공간 상에서 일정한 위치에 고정되고, 그에 따라서 탄성부(220)의 타단은 형태 유지부(230)에 연결되어 고정된 상태이므로, 탄성부(220)의 일단에 연결된 브라켓 결합부(210)가 브라켓(100)에 결합될 때, 탄성부(220)의 길이가 늘어난다.

이후에 도 6(c)와 같이, 길이가 늘어난 탄성부(220)에 원래 위치로 돌아가려는 탄성력이 작용하여 치아(10)를 형태 유지부(230) 측으로 당기는 교정력이 가해지고, 교정력에 의해 치아(10)가 전방으로 이동하며, 최종적으로 탄성부(220)의 탄성력이 사라지는 교정 완료 위치까지 이동할 수 있다. 여기서, 탄성부(220)는 치아(10)마다 작용하는 탄성 정도와 탄성 유지 기간이 달라지도록 컴퓨터로 설계되어 3D 프린터로 제작될 수 있다. 즉, 탄성부(220)는 치아(10)가 교정 완료 위치로 서서히 이동할 수 있도록 각각 다른 길이, 각도, 두께 등으로 제작될 수 있다. 이와 같이, 치아(10) 각각에 대한 최적의 교정 완료 위치가 설정되고, 교정 완료 위치에 따라 제작된 탄성부(220)가 치아(10) 각각에 교정력을 가하면, 치아(10)는 탄성부(220)의 탄성력에 의해 교정 완료 위치로 이동하여 교정될 수 있다. 이러한 이동은 탄성부(220)가 치아 각각에 최적의 교정력을 가하면서 치아를 이동시키기 때문에 다른 치아나 와이어의 간섭 없이 정확하게 원하는 교정 완료 위치로 이동시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 교정 완료 위치에 따라 컴퓨터로 설계되어 3D 프린터로 제작된 탄성부(220)의 탄성력만으로 치아를 교정 완료 위치로 이동시킬 수 있으므로, 종래 기술과 같이 단계별로 교정용 와이어를 교체하거나 변형 시켜 교정 기간이 길어지는 불편함을 방지할 수 있으며, 와이어의 휨에 나타나는 단점 없이 치아 각각을 교정 완료 위치로 간단하게 이동시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정 장치를 사용하여 치아(10)를 하방으로 이동시키는 과정을 나타낸 정면도이다. 도 6과 마찬가지로, 먼저, 도 7(a)와 같이, 브라켓(100)을 치아(10)의 협측에 부착시킨 상태에서, 형태 유지부(230)를 대구치 등에 고정시킨다. 이때, 브라켓 결합부(210)과 브라켓(100)은 상하측으로 일정 간격을 두고 떨어져 있는 상태이다.

다음에 도 7(b)와 같이, 브라켓 결합부(210)에 형성된 걸림 홀(211)을 브라켓(100)의 양측에 형성된 측면 홈(110)에 걸리게 삽입하여 브라켓 결합부(210)를 브라켓(100)에 결합시킨다. 이때, 형태 유지부(230)는 그 형태가 고정되어 3차원 공간 상에서 일정한 위치에 고정되고, 그에 따라서 탄성부(220)의 타단은 형태 유지부(230)에 연결되어 고정된 상태이므로, 탄성부(220)의 일단에 연결된 브라켓 결합부(210)가 브라켓(100)에 결속될 때, 탄성부(220)의 길이가 늘어난다.

이후에 도 7(c)와 같이, 길이가 늘어난 탄성부(220)에 원래 위치로 돌아가려는 탄성력이 작용하여 치아(10)를 형태 유지부(230) 측으로 당기는 교정력이 가해지고, 교정력에 의해 치아(10)가 하방으로 이동하며, 최종적으로 탄성부(220)의 탄성력이 사라지는 교정 완료 위치까지 이동할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정 장치가 전치부의 크라우딩 교정에 적용되는 예를 교합면 방향에서 바라본 개략적인 도면이다. 도 8(a)와 같이, 각 치아의 위치가 삐뚤빼뚤한 전치부의 크라우딩을 교정할 경우, 악궁이 확장되어야 하므로 브라켓(100)은 치아(10)의 협측에 부착될 수 있다. 다음에 도 8(b)와 같이, 형태 유지부(230)를 대구치 등에 고정시킨 상태에서, 탄성부(220)의 일단에 연결된 브라켓 결합부(210)의 걸림 홀(211)을 브라켓(100)의 양측에 형성된 측면 홈(110)에 걸리게 삽입하여 브라켓 결합부(210)를 브라켓(100)에 결합시킨다. 이때, 형태 유지부(230)는 그 형태가 고정되어 3차원 공간 상에서 일정한 위치에 고정되고, 그에 따라서 탄성부(220)의 타단은 형태 유지부(230)에 연결되어 고정된 상태이므로, 탄성부(220)의 일단에 연결된 브라켓 결합부(210)가 브라켓(100)에 결합될 때, 탄성부(220)의 길이가 늘어나면서 탄성부(220)의 탄성력이 치아(10)에 작용할 수 있다. 여기서, 탄성부(220)는 컴퓨터에 의해 설정된 교정 완료 위치에 따라 치아(10) 별로 다른 길이, 각도, 두께 등으로 3D 프린터에 의해 제작될 수 있으므로, 치아(10)마다 작용하는 탄성 정도와 탄성 유지 기간 또한 달라질 수 있다. 이와 같이, 컴퓨터에 의해 설계된 교정 완료 위치에 따라 탄성부(220)가 치아(10) 각각에 교정력을 작용하면, 치아(10)는 교정 완료 위치로 서서히 이동하여 최종적으로 도 8(c)와 같이 전치부의 크라우딩이 교정될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정 장치가 전치부 압하 및 교합 평면 교정에 적용되는 예를 나타낸 개략적인 도면이다. 도 9(a)와 같이, 전치부 압하 및 교합 평면을 교정할 경우, 브라켓(100)은 치아(10)의 협측에 부착될 수 있다. 다음에 도 9(b)와 같이, 형태 유지부(230)를 대구치 등에 고정시킨 상태에서, 탄성부(220)의 일단에 연결된 브라켓 결합부(210)의 걸림 홀(211)을 브라켓(100)의 양측에 형성된 측면 홈(110)에 걸리게 삽입하여 브라켓 결합부(210)를 브라켓(100)에 결합시킨다. 브라켓 결합부(210)가 브라켓(100)에 결합될 때, 탄성부(220)의 길이가 늘어나면서 탄성부(220)의 탄성력이 치아(10)에 작용할 수 있다. 이와 같이, 컴퓨터에 의해 설계된 교정 완료 위치에 따라 제작된 탄성부(220)가 치아(10) 각각에 교정력을 작용하면, 치아(10)는 교정 완료 위치로 서서히 이동하여 최종적으로 도 9(c)와 같이 전치부 압하 및 교합 평면이 교정될 수 있다. 여기서, 교정 완료 위치에 따라 구치부가 움직이지 않기를 원할 경우, 구치부에 결속되는 탄성부(220)는 구치부의 움직임을 최소화하도록 탄성 정도가 약하게 3D 프린터에 의해 제작될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정 장치가 전치부 이개 교정에 적용되는 예를 교합면 방향에서 바라본 개략적인 도면이다. 도 10(a)와 같이, 전치부 이개를 교정할 경우, 악궁이 축소되어야 하므로 브라켓(100)은 치아(10)의 설측에 부착될 수 있다. 다음에 도 10(b)와 같이, 형태 유지부(230)도 설측에 위치하도록 대구치 등에 고정시킨 상태에서, 탄성부(220)의 일단에 연결된 브라켓 결합부(210)의 걸림 홀(211)을 브라켓(100)의 양측에 형성된 측면 홈(110)에 걸리게 삽입하여 브라켓 결합부(210)를 브라켓(100)에 결합시킨다. 브라켓 결합부(210)가 브라켓(100)에 결합될 때, 탄성부(220)의 길이가 늘어나면서 탄성부(220)의 탄성력이 치아(10)에 작용할 수 있다. 이와 같이, 컴퓨터에 의해 설계된 교정 완료 위치에 따라 3D 프린터에 의해 제작된 탄성부(220)가 치아(10) 각각에 교정력을 작용하면, 치아(10)는 교정 완료 위치로 서서히 이동하여 최종적으로 도 10(c)와 같이 전치부 이개가 교정될 수 있다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 치열 교정 장치를 교합면 방향에서 바라본 개략적인 도면이다.

이하, 도 11을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 교정 장치의 구조를 설명하기로 한다. 설명의 편의상, 도 3 및 도 4에 도시된 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략하며, 이하 차이점을 위주로 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 제1 실시예에는 형태 유지부에 직접 탄성부가 연결된 것과는 달리, 도 11에 도시된 제2 실시예에서는, 형태 유지부가 3차원 공간에서의 위치를 고정하는 형태유지구조물(232)과 이에 탈부착 가능한 복수의 결합구조물(231)로 구성되고, 탄성부(220)와 브라켓 결합부(230)은 결합구조물(231)에 연결된다. 결합구조물(231)과 그에 연결된 탄성부(220)와 브라켓 결합부(230)는 필요한 갯수만큼만 구비된다. 여기서, 결합구조물(231)은 형태유지구조물(232)에 탈부착될 수 있도록 슬롯이 함몰 형성될 수 있다. 교정될 치아의 총생(크라우딩)이 심할 때나 치아 이동 중에 다른 치아와의 충돌할 가능성이 많을 경우, 일시적으로 형태유지구조물(232)에 부착된 결합구조물(231)을 탈거하여 해당 치아(10)의 교정 장치만을 제외할 수 있고, 이후에 다시 부착시키는 것도 가능하다. 또한, 치아 이동 중에 탄성부(220)의 탄성이 소실되거나 브라켓 결합부(230) 등이 파손되어 교정 이동이 어려울 때에도 형태유지구조물(232)에 부착된 결합구조물(230)을 탈거시켜 해당되는 교정 장치를 교체할 수 있다. 이와 같이, 형태유지구조물(232)과 이에 탈부착 가능한 복수의 결합구조물(231)로 구분하여 구성하는 경우에, 필요에 따라 일부분의 탈부착이 용이하다.

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 형태 유지부에 내부코어가 삽입된 치열 교정 장치가 치아에 부착된 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.

이하, 도 12를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 교정 장치의 구조를 설명하기로 한다. 설명의 편의상, 도 3 및 도 4에 도시된 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략하며, 이하 차이점을 위주로 설명하기로 한다.

도 12의 (a)에 도시된 제3 실시예에서, 형태 유지부(230)의 내부에 내부코어(234)가 삽입된 것을 특징으로 한다. 내부코어(234)는 와이어가 될 수도 있으나 이에 한정되지 않는다. 형태 유지부(230)는 탄성부(220)가 치아(10)에 교정력을 가하는 기준점이 되도록 형태가 유지되는 구조물이지만, 재질과 형태에 의해서 추가적인 교정력이 필요한 경우가 있으며, 제3 실시예에서는 Ni-Ti 형상기억합금 내부코어의 복원력을 이용하여 고정력을 부가한다. 특히, 본 발명에서 형태 유지부(230)를 3D 프린터를 사용하여 제작하는 경우에 제작 형상에 제약이 없기 때문에 내부코어(234)가 삽입될 공간이 형성된 형태 유지부(230)를 제작하는 것이 용이하다. 이때, 내부코어(234)의 단면 형상은 원형 또는 각형일 수 있다. 발치 교정의 경우 치아의 이동 뿐만 아니라 악궁의 축소도 이루어져야 하므로, 형태 유지부(230)에 내부코어(234)가 삽입됨으로써 치아의 이동과 악궁의 축소를 동시에 진행할만큼의 교정력을 가할 수 있다.

다른 실시예에서는, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, 형태 유지부(230)가 내부코어(234)를 따라 이동 가능하도록 결합될 수 있다. 브라켓(100)의 부착 위치가 다소 어긋난 경우, 탄성부(220)에 탄성을 조정하고자 하는 경우, 또는 치아가 교정되면서 위치가 변하는 경우 형태 유지부(230)의 위치를 미세하게 조정해야 하는 경우가 있을 수 있다. 이런 경우 형태 유지부(230)를 내부코어(234)를 따라 미세하게 이동시키면, 간단하게 형태 유지부(230)의 위치를 조정할 수 있다. 이를 위해 형태 유지부(230)는 여러개의 모듈로 나눠지며 내부코어(234)는 이웃하는 형태 유지부(230)를 연결할 수 있다. 형태 유지부(230)의 위치 고정을 위해, 형태 유지부(230)에 형성된 내부코어(234)가 삽입될 공간에는 복수의 걸림턱이 형성되며, 내부코어(234)에도 걸림턱에 대응되는 돌출부가 형성될 수 있다. 따라서 형태 유지부(230)가 일정 위치에서 고정될 수 있다. 또 다른 실시예에서는 형태 유지부(230)와 내부코어(234)가 나사산과 나사홈 형태로 결합될 수도 있다.

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 치열 교정 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도 및 탄성부를 확대한 도면이다.

이하, 도 13을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 교정 장치의 구조를 설명하기로 한다. 설명의 편의상, 도 3 및 도 4에 도시된 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략하며, 이하 차이점을 위주로 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 제1 실시예와는 달리, 도 13에 도시된 제4 실시예에서, 탄성부(220)는 탄성력을 보충시킬 수 있는 보조 탄성체(222)를 포함할 수 있다. 교정 치료시 치아의 이동 거리가 멀어서 지속적으로 치아에 교정력을 가하고자 할 경우, 탄성부(220)는 지속적인 탄성력을 가질 것이 요구된다. 그러나, 탄성부(220)가 가질 수 있는 탄성력의 크기는 제한적이므로, 요구되는 교정력에 비해 탄성력이 부족하거나 탄성력의 지속 기간이 짧아서 교정이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 이때, 도 13(b)에 도시된 것과 같이, 스프링 형태의 보조 탄성체(222)가 삽입된 형태로 제작하는 경우, 보조 탄성체(222)가 탄성부(220)의 탄성력을 보충시켜 탄성력의 지속 기간을 늘릴 수 있고, 교정 치료에 요구되는 교정력을 치아에 충분히 가할 수 있다. 보조 탄성체(230)는 NiTi 스프링, 탄성 와이어, 인공근육 등이 될 수 있다. 여기서, 보조 탄성체(222)는 탄성부(220)의 내측에 삽입된 형태로 사용됨으로써, 스프링 또는 와이어로 구비된 보조 탄성체(222)가 변형되어 치아가 원하지 않는 방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있으며, 탄성부(220)의 탄성력과 보조 탄성체(222)의 탄성력이 결합되어 탄성력이 소실되거나 저하될 우려없이 지속적으로 유지될 수 있다.

도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 치열 교정 장치가 미니 임플란트에 결속된 예를 교합면 방향에서 바라본 개략적인 도면이고, 도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 치열 교정 장치가 결속된 미니 임플란트의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

이하, 도 14 및 도 15를 참조하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 교정 장치의 구조를 설명하기로 한다. 설명의 편의상, 도 3 및 도 4에 도시된 제1 실시예와 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략하며, 이하 차이점을 위주로 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 제1 실시예와는 달리, 도 14 및 도 15에 도시된 제5 실시예에서, 형태 유지부(230)는 상악 또는 하악에 식립된 미니 임플란트(300)의 일측에 결합되어 고정되는 예를 나타낸다. 도 14와 같이, 환자들 중에서 치아(10)나 치은의 형태에 따라 형태 유지부(230)를 대구치에 고정시키기 어려운 상태일 경우, 의사는 미니 임플란트(300)를 상악 또는 하악에 식립하여 형태 유지부(230)를 원하는 위치에 고정시킬 수 있다. 여기서, 도 15와 같이, 형태 유지부(230)는 미니 임플란트(300)와 결합되는 부위에 결합 홀(233a)이 형성된 결합부(233)가 구비될 수 있다. 결합부(233)는 미니 임플란트(300)의 스크류부(310)와 커버(320) 사이로 삽입되면, 결합부(233)의 결합 홀(233a)에는 스크류부(310)의 상단 중심부에 형성된 나사(미도시)가 위치하고, 이 상태에서 커버(320)는 스크류부(310)의 상단에 형성된 나사에 나사 결합될 수 있다. 이로 인해 형태 유지부(230)는 미니 임플란트(300)에 고정될 수 있다.

이와 같이, 형태 유지부(230)는 교정 치료시 고정된 상태로서 치아 이동의 기준점이기 때문에, 형태 유지부(230)가 고정되는 미니 임플란트(300)의 식립 위치를 다양하게 함으로써 전치부의 치아 이동을 구치부의 변화없이 교정하거나, 전체부와 구치부의 후방 이동을 동시에 진행할 수 있으며, 악궁의 중심을 좌우로 이동시키는 교정을 수행할 수도 있다.

이하, 도 1 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 실시예들에 따른 교정 장치를 이용한 교정 방법에 대해서 자세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들에 따른 교정 장치를 이용한 교정 방법은, 복수의 치열교정용 브라켓(100)을 치아(10)에 부착하는 단계와, 브라켓(100)이 부착된 치아(10)를 스캔하여 구강 데이터를 출력하는 단계와, 구강 데이터를 이용하여 치아(10)를 교정 완료 위치로 이동시키기 위한 기준점이 되는 형태 유지부(230)의 형상과 교정력을 부여하기 위한 탄성력을 가지는 탄성부(220)의 형상을 계산하고, 계산된 결과를 3D 프린터기에 송신하는 단계와, 송신된 형상에 따라 형태 유지부(230)와 탄성부(220)를 3D 프린터기로 출력하는 단계와, 형태 유지부(230)를 대구치 또는 입천장 등에 식립된 미니 임플란트에 고정하여 입 안에 고정시키는 단계와, 탄성부(220)의 일단이 연결되는 브라켓 결합부(210)를 브라켓(100)에 결합시키는 단계를 포함한다.

먼저, 시술자는 복수의 치열교정용 브라켓(100)을 치아(10)에 부착한다. 이어서, 3D 스캐너에 의해 브라켓(100)이 부착된 치아(10)를 스캔하여 구강 데이터를 출력한다. 이와 같이, 브라켓(100)이 치아(10)에 부착된 상태에서 3D 스캐너가 구강 데이터를 출력하기 때문에, 브라켓(100)이 치아(10)에 부착된 위치가 교정에 큰 영향을 주지 않으며, 브라켓(100)을 치아(10)에 부착하거나 잘못 부착된 브라켓(100)을 재부착하는데에 많은 시간을 할애할 필요가 없다.

이후에, 컴퓨터는 출력된 구강 데이터를 이용하여 브라켓(100)을 기준으로 각각의 치아(10)를 교정 완료 위치로 이동시키기 위한 기준점이 되는 되는 형태 유지부(230)의 형상과 교정력을 부여하기 위한 탄성력을 가지는 탄성부(220)의 형상을 계산한다. 다음에, 3D 프린터기는 컴퓨터에 의해 계산되어 송신된 형태 유지부(230)와 탄성부(220)의 형상 정보에 따라 형태 유지부(230)와 탄성부(220)를 출력하며, 이때 브라켓 결합부(210)도 함께 출력하여 교정기구(200)를 제작한다. 즉, 컴퓨터는 현재 치아(10) 상태를 반영하는 구강 데이터를 이용하여 교정 완료시에 위치할 최적의 치아(10) 위치를 계산하고, 현재 치아(10)의 위치로부터 교정 완료시에 위치할 치아(10)의 위치 간의 차이 및 브라켓(100)의 위치를 계산하여 치아(10)를 교정 완료 위치로 이동시킬 수 있는 교정력이 부여되도록 형태 유지부(230)와 탄성부(220)의 형상을 도출할 수 있다. 즉, 형태 유지부(230)를 기준으로 탄성부(220)의 길이, 각도, 두께 등과 같은 형상을 달리하여 각각의 치아(10)에 작용하는 탄성부(220)의 탄성 정도와 탄성 유지 기간을 달리할 수 있으며, 이로 인해 각각의 치아마다 교정 완료 위치로 이동시키기 위한 교정력을 달리할 수 있다.

이와 같이 제조된 탄성부(220)의 일단은 브라켓 결합부(210)가 연결되며, 타단은 형태 유지부(230)가 연결된다. 여기서, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 시술자는 탄성부(220)의 타단이 연결되는 형태 유지부(230)를 대구치 등에 고정시킨다. 이때, 브라켓 결합부(210)과 브라켓(100)은 전후방으로 일정 간격을 두고 떨어져 있는 상태이다.

다음에 도 6(b)와 같이, 시술자는 브라켓 결합부(210)에 형성된 걸림 홀(211)을 브라켓(100)의 양측에 형성된 측면 홈(110)에 걸리도록 삽입하여 브라켓 결합부(210)를 브라켓(100)에 결합시킨다. 이때, 탄성부(220)의 타단은 형태 유지부(230)에 연결되어 고정된 상태이므로, 탄성부(220)의 일단에 연결된 브라켓 결합부(210)가 브라켓(100)에 결합될 때, 탄성부(220)의 탄성력이 활성화되고, 이로 인해 치아(10)에 교정력이 가해져 치아(10)가 교정 완료 위치로 이동할 수 있다.

이상 본 발명을 바람직한 실시 예들을 통하여 설명하였는데, 상술한 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시 예들이 아니라 특허 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 치아 100: 브라켓
110: 측면 홈 120: 베이스부
130: 전면부 200: 교정기
210: 브라켓 결합부 211: 걸림 홀
220: 탄성부 222: 보조 탄성체
230: 형태 유지부 231: 결합구조물
232: 형태유지구조물 233: 결합부
234: 내부코어 300: 미니 임플란트
310: 스크류부 320: 커버

Claims (10)

1. 브라켓 사이에 연결된 와이어가 제거된 치열 교정 장치에 있어서,
   교정 대상 치아들에 부착되는 복수의 브라켓; 및
   상기 브라켓에 연결되어 치아에 교정력을 가하는 교정기구를 포함하며,
   상기 교정기구는,
   설정된 길이를 가지고 입안에 고정되며, 치아에 교정력을 가하는 기준됨이 되는 형태 유지부;
   상기 복수의 브라켓 각각에 대응되는 수로 구성되며 상기 복수의 브라켓 각각에 탈부착 가능하게 결합되는 복수의 브라켓 결합부; 및
   일단이 상기 복수의 브라켓 결합부 각각에 연결되고, 타단은 상기 형태 유지부에 연결되며, 치아를 교정 완료 위치로 이동시키기 위한 탄성력을 가지도록 상기 복수의 브라켓의 수에 대응되는 수로 상호 이격되어 배치되는 탄성부;를 구비하며,
   상기 브라켓 결합부가 상기 브라켓에 결합되면, 상기 탄성부의 탄성력이 작용하여 각각의 치아가 상기 탄성부에 의하여 설정된 상기 교정 완료 위치로 각각 이동되며
   상기 브라켓은,
   양측에 측면 홈이 형성되고, 상기 측면 홈의 하측에 형성되어 치아 접촉면을 가진 베이스부 및 상기 측면 홈의 상측에 형성된 전면부를 포함하며,
   상기 브라켓 결합부는,
   상기 전면부를 통과하도록 걸림 홀이 형성되어 상기 브라켓의 측면 홈에 결합되는 것을 특징으로 하는 치열 교정 장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 형태 유지부는 교정력을 가하는 기준됨이 되는 형태유지구조물과 형태유지 구조물에 탈부착이 가능한 복수의 결합구조물로 구성되며, 상기 탄성부가 결합구조물에 연결된 것을 특징으로 하는 치열 교정 장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 형태 유지부는 내부에 내부코어가 삽입된 구조인 것을 특징으로 하는 치열 교정 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 형태 유지부는 상기 내부코어를 따라 이동 가능한 것을 특징으로 하는 치열 교정 장치.
   
6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
   상기 내부코어의 단면 형상은 원형 또는 각형으로 형성된 것을 특징으로 하는 치열 교정 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 형태 유지부는 플라스틱 재질인 것을 특징으로 하는 치열 교정 장치.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 탄성부는,
   내측에 삽입되어 탄성력을 보충하기 위한 보조 탄성체를 구비하는 것을 특징으로 하는 치열 교정 장치.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 보조 탄성체는 NiTi 스프링 또는 인공근육인 것을 특징으로 하는 치열 교정 장치.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 형태 유지부에는 구개 또는 하악에 식립된 임플란트에 고정될 수 있는 결합부가 형성된 것을 특징으로 하는 치열 교정 장치.
    

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