KR102379569B1 - Clear aligner and its manufacturing method for dentistry using thermoplastic shape-memory polymer - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a transparent orthodontic appliance using a temperature changeable-shape memory polymer and a manufacturing method of a 3D printing additive manufacturing method. The transparent orthodontic appliance of the present invention is made of a photocurable and temperature changeable-shape memory polymer that memorizes a 3D-printed shape at a temperature below the initial glass transition temperature, and the shape is formed as a mouthpiece type covering upper or lower teeth. The pre-deformed shape of the mouthpiece-type transparent orthodontic appliance has the same shape as the shape of the teeth in the patient's oral state before orthodontics or the shape of the teeth of the orthodontic result in the previous step in the orthodontic step. The transparent orthodontic appliance exhibits a continuous and weak elasticity even at 36.5℃, which is the body temperature in the oral cavity, lower than the 50℃ to 70℃, which is the glass transition temperature of the temperature changeable-shape memory polymer and is restored to the original memorized shape. According to the present invention, provided is the transparent orthodontic appliance that is easy to manufacture and can reduce costs by greatly reducing the steps of orthodontics by supplementing the shortcomings of a currently available transparent orthodontic appliance, as well as has aesthetic advantages and simple orthodontics.

Description

온도가변형-형상기억폴리머를 이용한 치과용 투명교정장치 및 그 제조방법{Clear aligner and its manufacturing method for dentistry using thermoplastic shape-memory polymer}Transparent aligner for dentistry and its manufacturing method using temperature-variable-shape memory polymer {Clear aligner and its manufacturing method for dentistry using thermoplastic shape-memory polymer}

본 발명은 치과용 투명교정장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치아의 교정치료에 이용되는 치과용 투명교정장치로서 그 형상은 상악 또는 하악의 치아를 씌워서 아우르는 마우스피스(mousepiece)타입으로 형성되어 있으며, 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shape-memory polymer)를 이용하여 기억된 원래 형상을 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제조하고, 상기 마우스 피스타입의 투명교정장치는 교정 치료목적을 지닌 치열 형태로 컴퓨터상에서 설계되어 3D 프린팅되고, 이러한 형상은 순차적으로 진행되는 교정치료 단계의 치열 형태와 동일한 형상을 가지며, 소정의 온도 이상에서 기억된 원래 형상으로 회복되는 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머를 이용한 치과용 투명교정장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dental transparent orthodontic device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a dental transparent orthodontic device used for orthodontic treatment, the shape of which is a mouthpiece type that covers upper or lower teeth The original shape memorized using a photocurable, temperature-variable-shape-memory polymer is manufactured by 3D printing additive manufacturing, and the mouthpiece-type transparent orthodontic device is used for orthodontic treatment purposes. It is designed and 3D printed on a computer in the form of a dental dentition with It relates to a dental transparent aligner using a memory polymer and a manufacturing method therefor.

일반적으로 흐트러져 불균일한 치열, 부정교합 및 안면돌출은 치아나 턱뼈의 발육 이상, 치아에 영향을 미치는 나쁜 습관 또는 유전 등으로 인해 치아 및 구강악안면 부위가 제자리에서 바르게 자라지 못하여 발생한다.In general, disordered and uneven dentition, malocclusion and facial protrusion are caused by the failure of the teeth and oral and maxillofacial areas to grow properly in place due to abnormal growth of teeth or jawbone, bad habits or heredity affecting teeth, etc.

특히, 악안면, 치아 등의 악구강계에 어떤 요인으로 인해 형태적 혹은 기능적 이상이 일어나서 정상교합으로서의 특징이 결여되어 있는 상태를 부정교합(abnormal occlusion)이라고 하며, 이러한 부정교합은 저작기능 장애, 발음 장애, 턱관절 기능 장애를 야기할 뿐만 아니라 치아우식증 및 치주질환의 원인이 되기도 한다.In particular, a condition in which the characteristics of a normal occlusion are lacking due to morphological or functional abnormalities occurring due to certain factors in the maxillofacial system, such as the maxillofacial, teeth, etc. , not only cause temporomandibular joint dysfunction, but also cause dental caries and periodontal disease.

부정교합에 의한 장애를 방지하기 위하여 치아나 악골에 물리적인 교정력을 가해 그 위치를 변화시키고 양호한 교합상태로 개선하는 치료행위를 교정치료라고 한다. Orthodontic treatment is a treatment that changes the position of teeth or jawbone by applying physical orthodontic force to prevent disorders caused by malocclusion and improves the state of good occlusion.

이러한 교정치료를 함으로써 우리는 개개 치아의 위치 개선, 치열궁의 상하관계 개선, 악안면의 이상이나 기능 개선, 부정교합에 따른 각종 장애 제거, 구강질환의 예방이나 구강 주위 조직의 건강증진 등의 목적을 달성할 수 있다. By performing these orthodontic treatments, we achieve the goals of improving the position of individual teeth, improving the upper and lower relationships of the dental arch, improving maxillofacial abnormalities and functions, removing various disorders caused by malocclusion, preventing oral diseases, and promoting the health of tissues around the oral cavity. can do.

치아 교정 치료는 치아가 약하지만 지속적인 힘을 받으면 이동하는 성질을 이용한다. 기존에 사용되고 있는 교정장치는 Moyer에 의한 교정장치의 분류(classification)에 따라 (1) 고정식 교정장치(fixed appliance), (2) 가철식 교정장치(removable appliance)로 크게 나눌 수 있다. 먼저 고정식 교정장치(fixed appliance)는 장치가 구강 내에 고정되어 있어 술자에 의해서만 착탈이 가능한 것을 말한다. 반면 가철식 교정장치(removable appliance)는 환자가 구강 외로 철거할 수 있는 장치를 말한다[치과교정기공학 p.98-99, 치과교정기공학연구회, 도서출판대학서림, 2015, ISBN 978-89-6940-071-0].Orthodontic treatment uses the property of teeth to move when they are weak but receive constant force. Existing orthodontic appliances can be broadly divided into (1) fixed appliances and (2) removable appliances according to Moyer's classification of orthodontic appliances. First, a fixed appliance refers to a device that is fixed in the oral cavity and can be detached only by an operator. On the other hand, a removable appliance refers to a device that a patient can remove outside of the oral cavity [Dental Orthodontic Engineering p.98-99, Orthodontic Engineering Research Society, Seorim, Book Publishing University, 2015, ISBN 978-89-6940- 071-0].

일반적으로 고정식 교정장치는 브래킷(bracket)과 와이어(wire)를 사용하며 브래킷을 치아의 표면에 부착한 뒤 브래킷의 슬릿(slit)에 와이어를 넣고 그 와이어를 밀거나 당김으로써 치아의 위치를 서서히 변화시켜 치아가 비뚤어지거나 치열이 고르지 못한 것을 치료하게 된다.In general, fixed orthodontic devices use a bracket and a wire, and after attaching the bracket to the surface of the tooth, insert the wire into the slit of the bracket and gradually change the position of the tooth by pushing or pulling the wire. It treats crooked or uneven teeth.

고정식 교정장치는 환자가 임의로 삽입 철거하지 못하며 술자의 시술에 따라 삽입, 철거하는 교정장치로 환자의 빈번한 착탈로 인한 장치물의 변형을 감소시킬 수 있으며 술자가 원하는 방향, 위치로 빠르게 교정시킬 수 있는 장점이 있다. 하지만 구강 청결이 어려우며, 우식 이환율이 높은 환자에게는 적용이 곤란한 점 등의 단점이 있다. Fixed orthodontic devices cannot be inserted and removed arbitrarily by the patient and are inserted and removed according to the operator's procedure. There is this. However, oral hygiene is difficult, and there are disadvantages such as difficulty in application to patients with high caries morbidity.

또한, 가철식 교정장치는 환자가 임의로 장치물을 구강 내에 삽입, 철거할 수 있는 교정장치로 능동형 가철장치(active appliance)와 수동형 가철장치(passive appliance)로 구분이 된다.In addition, the removable orthodontic appliance is an orthodontic appliance that allows a patient to arbitrarily insert and remove the appliance into the oral cavity, and is divided into an active appliance and a passive appliance.

위에 기술한 여러가지의 교정장치들은 대부분 금속 등으로 만들어지기 때문에, 장기적인 교정치료기간 동안 환자는 심미성이 떨어지는 브래킷과 와이어를 부착하고 지내야만 하는 불편함이 있다.Since most of the various orthodontic devices described above are made of metal, etc., the patient has the inconvenience of having to attach brackets and wires with poor esthetics during long-term orthodontic treatment.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 치아의 색과 모양을 유지시키고 마우스피스 형태로 교정력을 제공하는 투명교정장치가 개발되었다. 투명교정은 교정 전 치아의 상태에서 교정을 원하는 치아의 상태로 단계별로 변화하는 투명한 치아 교정장치를 제작하고, 이를 치아에 단계별로 갈아 끼우면서 치열을 교정하는 시술이다.In order to solve this problem, a transparent orthodontic device that maintains the color and shape of teeth and provides orthodontic power in the form of a mouthpiece has been developed. Transparent orthodontics is a procedure that straightens teeth by manufacturing a transparent orthodontic device that changes step by step from the state of the teeth before orthodontic treatment to the state of the teeth to be orthodontic, and then replacing them with the teeth step by step.

이에 대표적인 투명교정장치는 종래 인비절라인(Invisalign®)이라는 이름으로 미국의 “Align Technology, Inc.”사가 개발한 치아 교정장치이고, 미국특허 제5,975,893호와 제6,217,325호 등에 그 기술이 개시되어 있다. A representative transparent aligner is a conventional orthodontic appliance developed by "Align Technology, Inc." of the United States under the name of Invisalign®, and the technology is disclosed in US Patent Nos. 5,975,893 and 6,217,325. .

인비절라인(Invisalign®)은 투명교정장치 자체를 3D 프린터로 적층가공(additive manufacturing)하는 것이 아닌 교정장치(aligner)를 제작하는데 사용할 단계별 모델만을 광경화성수지를 이용하고 3D 프린터로 적층가공하여 제작한다. 이후 적층가공으로 제작된 모델 위에 필름지처럼 생긴 투명재질의 시트를 올려놓은 후 진공성형기를 이용해 투명교정장치를 제작하게 된다[Invisalign A to Z, Benson H. Wong, DDS, American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, Volume 121, Number 5].Invisalign® is not additive manufacturing of the transparent aligner itself with a 3D printer, but only a step-by-step model to be used to manufacture an aligner using photocurable resin and additively processed with a 3D printer. do. After that, a transparent aligner is produced using a vacuum forming machine after placing a sheet of transparent material that looks like film paper on the model manufactured by additive manufacturing [Invisalign A to Z, Benson H. Wong, DDS, American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics] , Volume 121, Number 5].

하지만 인비절라인(Invisalign®)에서 투명교정장치는 투명시트지가 지니는 물리적인 탄성내에서 제작하여야 하기 때문에 본 발명에서 사용되는 단계보다 훨씬 많은 단계가 필요하며 제작시 전통적인 가공방법인 진공흡착성형기를 이용하기 때문에 치아의 모든 면에 효율적으로 밀착되지 않아 정밀성이 상당히 낮다. 모델상에서 일률적으로 진공압착한 투명교정장치는 개별적인 치축개선, 회전 등의 치아이동도 용이하지 않기 때문에 그 낮은 정밀성으로 인하여 인비절라인이 전통적인 고정식 교정장치보다 치료 효과도 낮은 것이 현실이다.However, since the transparent aligner in Invisalign® has to be manufactured within the physical elasticity of transparent sheet paper, much more steps are required than the steps used in the present invention, and a vacuum adsorption molding machine, a traditional processing method, is used for manufacturing. Therefore, it does not effectively adhere to all surfaces of the teeth, so the precision is quite low. Since the transparent orthodontic device uniformly vacuum-compressed on the model does not facilitate tooth movement such as individual axis improvement and rotation, the reality is that Invisalign has a lower therapeutic effect than traditional fixed orthodontic devices due to its low precision.

인비절라인(Invisalign®)을 이용한 교정치료의 후향적 연구에 의하면 평균적으로 인비절라인(Invisalign®)을 사용한 치아의 움직임은 41%의 정확도를 가지고 있다. 그 중에서도 가장 효율적인 움직임은 설측당김(lingual constriction; 47.1%)이었고, 가장 효율적이지 않은 움직임은 순측으로의 돌출(extrusion; 29.6%)이다. 또한 15°보다 큰 회전(rotation)이 필요한 치아에서는 그 효율성이 떨어지는 것으로 나타났다[How well does Invisalign work? A prospective clinical study evaluating the efficacy of tooth movement with Invisalign, Neal D. Kravitz, Budi Kusnoto, Ellen BeGole, Ales Obrez, and Brent Agran, American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, January 2009]. According to a retrospective study of orthodontic treatment using Invisalign®, the average tooth movement using Invisalign® has an accuracy of 41%. Among them, the most effective movement was lingual constriction (47.1%), and the least efficient movement was labial extrusion (29.6%). In addition, it was found that the efficiency was lower in teeth requiring rotation greater than 15° [How well does Invisalign work? A prospective clinical study evaluating the efficacy of tooth movement with Invisalign, Neal D. Kravitz, Budi Kusnoto, Ellen BeGole, Ales Obrez, and Brent Agran, American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, January 2009].

또한, 인비절라인(Invisalign®)은 옴니백이라는 진공압력성형장치(Vacuum Pressure Former)를 이용하여 제작하기 때문에 기계의 특성상 투명교정장치에 사용되는 투명재질의 시트 두께가 치아의 교합면쪽으로 갈수록 얇아지고 잇몸(치은)쪽으로 올수록 상대적으로 두꺼워져 치아의 면에 일정하게 닿지 않고 효율적으로 닿지 않아 치아에 완벽한 교합이 힘들고 치아의 미세한 조정이 힘든 단점이 있다.In addition, since Invisalign® is manufactured using a vacuum pressure former called Omnibag, the thickness of the transparent material used for the transparent orthodontic device is thinner toward the occlusal surface of the teeth due to the nature of the machine. As it gets closer to the gums (gingiva), it becomes relatively thick, so it does not reach the tooth surface uniformly and does not reach efficiently.

위와 같은 이유로 인해 인비절라인(Invisalign®)을 이용한 치아 교정 시 투명교정장치와 치아 사이에 공간이 있어서 장치가 효율적으로 맞지 않아 장치 안착이 잘 안되고 바람직한 치아 이동이 어렵다. 또한, 인비절라인 치아교정장치는 경 질인 재료 특성 상 투명교정장치가 딱딱한 성질을 지닌다. 즉, 이러한 장치로 치료시 인위적으로 치아이동 거리를 늘릴 경우 장치의 장착 초기에 치아에 가해지는 힘이 생리적으로 허용하는 한계를 초과하여 통증을 유발하거나 때로는 치근의 흡수를 초래하기 때문에 치료목적을 달성하기 위해서는 많은 단계로 세분하여야 하고 이는 치료원가의 상승뿐만 아니라 치료기간이 계속 늘어나는 단점이 되는 원인이 되고 있다.For the above reasons, when correcting teeth using Invisalign®, there is a space between the transparent orthodontic device and the teeth, so the device does not fit efficiently, making it difficult to seat the device well and difficult to move the teeth properly. In addition, the Invisalign orthodontic appliance has a hard property of the transparent orthodontic appliance due to the hard material characteristics. In other words, if the tooth movement distance is artificially increased during treatment with such a device, the force applied to the tooth at the initial stage of installation of the device exceeds the physiologically acceptable limit, causing pain or sometimes causing the absorption of the root to achieve the therapeutic purpose. In order to do this, it has to be subdivided into many stages, which is causing not only an increase in the cost of treatment, but also a disadvantage in that the treatment period continues to increase.

이에 이러한 문제점을 개선하기 위해 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머를 재료로 한 투명교정장치는 3D 프린터를 이용하여 적층가공방식으로써 정밀하고 효율적으로 제작하는 투명교정장치 및 그 제조방법의 필요성이 절실히 제기된다.Accordingly, in order to improve these problems, there is an urgent need for a transparent orthodontic device and a method for manufacturing the same, which can be precisely and efficiently manufactured using a 3D printer using an additive manufacturing method for a transparent orthodontic device made of a photocurable temperature-variable-shape memory polymer. do.

대한민국 등록특허공보 제10-2111789호(2020. 5. 18. 공고), "투명교정장치의 제조를 위한 3D 프린터용 광경화형 조성물"Republic of Korea Patent Publication No. 10-2111789 (Notice on May 18, 2020), "Photocurable composition for 3D printer for manufacturing transparent aligner" 대한민국 등록특허공보 제10-1518711호(2015. 5. 15. 공고), "투명 교정 장치 제조 방법"Republic of Korea Patent Publication No. 10-1518711 (Notice on May 15, 2015), "Manufacturing method of transparent orthodontic device" 대한민국 등록특허공보 제10-0554713호(2006. 2. 22. 공고), "형상기억 폴리머를 이용한 치열교정장치"Republic of Korea Patent Publication No. 10-0554713 (published on February 22, 2006), "Orthodontic device using shape memory polymer"

전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은, 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shape-memory polymer)를 이용하고 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작된 치과용 투명교정장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a dental transparent orthodontic device manufactured by an additive manufacturing method of 3D printing and a method for manufacturing the same using a photocurable, temperature-variable-shape-memory polymer (thermoplastic shape-memory polymer) will provide

본 발명의 다른 목적은 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머와 3D 프린터를 이용한 적층가공방식을 이용함으로써 기존의 인비절라인(Invisalign®) 투명교정장치보다 적은 단계로 훨씬 더 정확하고 효과적인 교정 효과를 낼 수 있는 치과용 투명교정장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to produce a much more accurate and effective correction effect with fewer steps than the existing Invisalign® transparent aligner by using a photocurable temperature-variable-shape memory polymer and an additive manufacturing method using a 3D printer. An object of the present invention is to provide a dental transparent orthodontic device and a manufacturing method thereof.

본 발명의 또 다른 목적은 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머로 제작된 투명교정장치가 온도에 따른 형상 변형 특성과 구강 내 체온 온도에서 3D 프린팅된 결과물의 원래 형상으로 되돌아오는 성질을 이용하여 환자가 통증을 느끼지 않는 치과용 투명교정장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is that a transparent orthodontic device made of a photocurable temperature-variable-shape memory polymer can change shape according to temperature and return to the original shape of the 3D printed result at body temperature in the oral cavity. An object of the present invention is to provide a transparent dental aligner that does not feel pain and a method for manufacturing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 비용이 매우 저렴하고, 투명하여 외관상 거의 표시가 나지 않는 치과용 투명교정장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a transparent orthodontic appliance for dental use, which is very inexpensive, transparent and hardly visible in appearance, and a method for manufacturing the same.

본 발명에서 온도가변형-형상기억폴리머를 이용하고 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작된 치과용 투명교정장치의 제조방법을 제공하려는 목적을 달성하기 위하여, In the present invention, in order to achieve the object of providing a method of manufacturing a transparent orthodontic appliance for dental use using a temperature-variable-shape memory polymer and manufactured by an additive manufacturing method of 3D printing,

본 발명의 투명교정장치의 제조방법은, 부정교합 치열을 교정하기 위한 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치의 제조방법에 있어서, 치열 교정치료가 필요한 환자의 구강상태를 3D 스캐너로 스캐닝하는 단계; 상기 투명교정장치를 환자에게 적용할 때 통증을 느끼지 않도록 투명교정장치의 모양을 미리 변형하기 위해 환자의 교정 전 구강상태의 모델 및 치아 이동량을 기준으로 치아 이동 모양을 설정하여 여러 단계의 한 셋트로 구성된 모델을 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하는 단계; 각각의 모델을 경화시켜 적층 가공물의 형상을 고정시키는 단계; 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)를 이용하고 치아 이동량을 기준으로 치아 이동 모양을 설정하여 여러 단계의 한 셋트로 환자에게 가장 적합한 각 단계의 교정 후의 이상적인 치열 형태와 동일한 모양을 갖는 투명교정장치를 유리전이온도 이하에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하는 단계; 상기 이상적인 치열 형태와 동일한 모양을 갖는 투명교정장치를 유리전이온도 이상에서 환자의 교정 전 구강상태의 모델 또는 교정 단계상 직전 단계의 모델에 착용시킨 후 유리전이온도 이하로 온도를 낮추어 투명교정장치를 환자의 교정 전 구강상태의 치열 형태 또는 교정 단계상 직전 단계의 교정된 결과의 치열 형태와 동일한 형상으로 변형 후 고정시키는 단계; 변형 후 모델에 착용시킨 상태에서 냉각시켜 굳어진 변형된 형상을 고정 유지하는 단계를 포함하며, 상기 여러 단계의 한 셋트는 최소 10단계에서 최대 15단계까지 중 어느 하나이고, 상기 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shape-memory polymer)는 가장 효율적인 형상기억효과를 발휘하는 유리전이온도인 50℃ 내지 70℃보다 낮은 구강내 체온 온도인 36.5℃에서도 지속적이고 약한 탄성력을 발휘하며 기억된 원래 형상으로 회복되는 형상기억효과를 나타내며, 상기 투명교정장치에 대한 3D 프린팅의 적층가공방식은 SLA(Stereo Lithography Apparatus, 광경화성 수지 조형) 및 DLP(Digital Light Processing) 방식 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 치과용 투명교정장치의 제조방법인 것이다.The method of manufacturing a transparent orthodontic device of the present invention is a method of manufacturing a transparent orthodontic device that is a removable appliance for correcting malocclusion teeth, scanning the oral condition of a patient in need of orthodontic treatment with a 3D scanner to do; In order to change the shape of the transparent aligner in advance so that no pain is felt when the transparent aligner is applied to the patient, the shape of the tooth movement is set based on the model of the patient's oral condition before orthodontic treatment and the amount of tooth movement as a set of several steps. manufacturing the constructed model by additive manufacturing method of 3D printing; hardening each model to fix the shape of the additive product; Using a photocurable, temperature-changing, shape-memory polymer, and setting the shape of tooth movement based on the amount of tooth movement, it is a set of several steps that has the same shape as the ideal tooth shape after each step of orthodontic treatment that is most suitable for the patient. manufacturing a transparent orthodontic device by an additive manufacturing method of 3D printing at or below the glass transition temperature; A transparent orthodontic device having the same shape as the ideal dental shape is worn on a model of the patient's oral condition before orthodontic treatment above the glass transition temperature or on a model immediately preceding the orthodontic phase, and then the temperature is lowered below the glass transition temperature to obtain a transparent orthodontic device. The steps of fixing after deforming into the same shape as the dental shape of the patient's oral condition before orthodontic treatment or the shape of the teeth of the corrected result of the previous step on the orthodontic stage; Including the step of fixing and maintaining the hardened deformed shape by cooling while being worn on the model after deformation, wherein one set of the various steps is any one of a minimum of 10 steps to a maximum of 15 steps, and the photocurable temperature variable-shape Memory polymer (thermoplastic shape-memory polymer) exhibits persistent and weak elasticity even at 36.5°C, which is the body temperature of the oral cavity, lower than the glass transition temperature of 50°C to 70°C, which exhibits the most efficient shape-memory effect, and recovers the original shape. Dental transparent, characterized in that the additive manufacturing method of 3D printing for the transparent aligner is any one of SLA (Stereo Lithography Apparatus, photocurable resin molding) and DLP (Digital Light Processing) method It is a manufacturing method of the orthodontic device.

본 발명의 투명교정장치의 제조방법은 또한, 부정교합 치열을 교정하기 위한 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치의 제조방법에 있어서, 치열 교정치료가 필요한 환자의 구강상태를 3D 스캐너로 스캐닝하는 단계; 컴퓨터상에서 원하는 치료목적의 설정 및 상기 치료목적의 달성을 위하여 세분화한 투명교정장치를 3D 적층가공방식으로 제작하기 위한 전단계로서 원하는 치료목적을 지닌 치열상태를 컴퓨터상에서 설정 후 이 과정에 이르는 단계별 치료목적으로 세분화하는 단계; 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)를 이용하여 미리 설정된 최적의 치아 이동량을 기준으로 최종 치료목적까지의 단계별로 세분하여 여러 단계의 한 셋트로 투명교정장치를 유리전이온도 이하에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하는 단계; 각각의 투명교정장치를 광경화시켜 적층 가공물의 형상을 고정시키는 단계를 포함하며, 상기 여러 단계의 한 셋트는 최소 10단계에서 최대 15단계까지 중 어느 하나이고, 상기 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shape-memory polymer)는 가장 효율적인 형상기억효과를 발휘하는 유리전이온도 50℃ 내지 70℃보다 낮은 구강내 체온 온도인 36.5℃에서도 지속적이고 약한 탄성력을 발휘하며 기억된 원래 형상으로 회복되는 형상기억효과를 나타내며, 상기 투명교정장치에 대한 3D 프린팅의 적층가공방식은 SLA(Stereo Lithography Apparatus, 광경화성 수지 조형) 및 DLP(Digital Light Processing) 방식 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 치과용 투명교정장치의 제조방법인 것이다.The method of manufacturing a transparent orthodontic device of the present invention is also a method of manufacturing a transparent orthodontic device, which is a removable appliance for correcting malocclusion dentition. scanning; This is a step-by-step treatment goal from setting the desired treatment goal on the computer to this process after setting the dental condition with the desired treatment goal on the computer as a pre-step to produce a subdivided transparent orthodontic device in 3D additive manufacturing method to achieve the treatment goal. subdividing into; Using a photo-curable, temperature-variable-shape memory polymer, the transparent orthodontic device is 3D under the glass transition temperature below the glass transition temperature by subdividing it into stages up to the final treatment goal based on the preset optimal amount of tooth movement. manufacturing by an additive manufacturing method of printing; A step of fixing the shape of the laminated workpiece by photocuring each of the transparent aligners, wherein one set of the various steps is any one of a minimum of 10 steps to a maximum of 15 steps, and the photocurable temperature-variable-shape memory polymer (thermoplastic shape-memory polymer) exhibits continuous and weak elasticity even at 36.5°C, which is an oral body temperature lower than the glass transition temperature of 50°C to 70°C, which exhibits the most efficient shape-memory effect, and shape memory that restores the original shape. The additive manufacturing method of 3D printing for the transparent aligner is any one of SLA (Stereo Lithography Apparatus, photocurable resin molding) and DLP (Digital Light Processing) method. It is a manufacturing method.

본 발명의 투명교정장치의 제조방법은 또한, 상기 투명교정장치의 형상은 상악 또는 하악의 치아들 중 특정 치아군 또는 전체 치아를 씌워서 아우를 수 있는 소정의 폭과 소정의 길이를 갖는 마우스피스타입으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the method of manufacturing a transparent orthodontic device of the present invention, the shape of the transparent orthodontic device is a mouthpiece type having a predetermined width and a predetermined length that can cover a specific group of teeth or all teeth among upper and lower teeth. characterized in that it is formed by

본 발명의 투명교정장치의 제조방법은 또한, 상기 투명교정장치는 특정 치아의 부위에 치아의 기울임과 회전력을 극대화하기 위해서 힘의 작용점을 변화시킬 수 있는 부분을 갖도록 3D 모델링 소프트웨어상에서 투명교정장치의 원하는 부분의 두께만을 조절하여 치아 이동의 효율성과 안정성을 극대화시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.The transparent orthodontic device manufacturing method of the present invention also includes a transparent orthodontic device on a 3D modeling software so that the transparent orthodontic device has a part capable of changing the point of application of the force in order to maximize the tilting and rotational force of the teeth in a specific tooth area. It is characterized in that it is possible to maximize the efficiency and stability of tooth movement by adjusting only the thickness of the desired part.

본 발명의 투명교정장치의 제조방법은 또한, 상기 투명교정장치의 특정 부위에 창(window)을 뚫어 치아면에 추가 치열교정장치를 부착할 수 있게 모양을 변형시키며, 상악(maxilla)의 경구개(hard palate) 또는 하악(mandible)의 치밀골부위(compact bone)에 임플란트(implant)를 삽입 후 여기에 연결되는 고정막대(anchor bar)가 부가적으로 설치되고, 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치에는 상기 고정막대(anchor bar)가 고정될 수 있는 결합구 구멍(hole)이 존재하며, 상기 투명교정장치와 고정막대(anchor bar)는 탈착이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing a transparent orthodontic device of the present invention also changes the shape so that an additional orthodontic device can be attached to the tooth surface by drilling a window in a specific part of the transparent orthodontic device, and After inserting the implant into the compact bone of the mandible or hard palate, an anchor bar connected to it is additionally installed, and a removable appliance is a transparent The orthodontic device has a coupling hole to which the anchor bar can be fixed, and the transparent orthodontic device and the anchor bar are characterized in that it is detachable.

한편, 본 발명의 다른 일측면에서, 온도가변형-형상기억폴리머를 이용하고 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작된 치과용 투명교정장치를 제공하려는 목적은,On the other hand, in another aspect of the present invention, the purpose of providing a dental transparent orthodontic device using a temperature-variable-shape memory polymer and manufactured by an additive manufacturing method of 3D printing,

본 발명의 투명교정장치는, 본 발명에 따른 치과용 투명교정장치의 제조방법에 의해 제작되는 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치로서, 원래 형상은 환자에게 가장 적합한 각 단계의 이상적인 치열 이동 형태와 동일한 형상으로 기억되어 있으며, 상기 투명교정장치를 환자에게 적용할 때 통증을 느끼지 않도록 투명교정장치의 모양이 변형된 형상은 교정 전의 치열 형태 또는 교정 단계상 직전 단계의 교정된 결과의 치열 형태와 동일한 단계별로 세분화된 원하는 치료목적과 동일하고, 상기 투명교정장치가 이용하는 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shape-memory polymer)는 가장 효율적인 형상기억효과를 발휘하는 유리전이온도인 50℃ 내지 70℃보다 낮은 구강내 체온 온도인 36.5℃에서 지속적이고 약한 탄성력을 발휘하며 기억된 원래 형상으로 회복되는 형상기억효과를 나타내는 것이고, 상기 투명교정장치는 SLA(Stereo Lithography Apparatus, 광경화성 수지 조형) 및 DLP(Digital Light Processing) 방식 중 어느 하나의 3D 프린팅 적층가공방식으로 제작된 것이며, 여러 단계의 한 셋트는 최소 10단계에서 최대 15단계까지 중 어느 하나인 것을 포함하는 치과용 투명교정장치를 특징으로 한다.The transparent orthodontic appliance of the present invention is a transparent orthodontic appliance that is a removable appliance manufactured by the method for manufacturing a transparent dental appliance according to the present invention. It is stored in the same shape as the moving shape, and the shape of the transparent orthodontic device is deformed so that no pain is felt when the transparent orthodontic device is applied to the patient. The thermoplastic shape-memory polymer, which is the same as the desired treatment purpose subdivided into the same phase as the shape, and is photocurable by the transparent aligner, is 50°C, which is the glass transition temperature that exhibits the most efficient shape memory effect. It exhibits a shape memory effect that exhibits continuous and weak elasticity at 36.5° C., which is an oral body temperature lower than 70° C., and restores the original shape remembered, and the transparent orthodontic device is SLA (Stereo Lithography Apparatus, photo-curable resin molding) And DLP (Digital Light Processing) is produced by any one of the 3D printing additive manufacturing method, and one set of several stages is characterized by a dental transparent orthodontic device comprising any one of from a minimum of 10 steps to a maximum of 15 steps do it with

본 발명의 투명교정장치는 또한, 상기 투명교정장치의 형상은 상악 또는 하악의 치아들 중 특정 치아군 또는 전체 치아를 씌워서 아우를 수 있는 소정의 폭과 소정의 길이를 갖는 마우스피스타입으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In the transparent orthodontic device of the present invention, the shape of the transparent orthodontic device is formed in a mouthpiece type having a predetermined width and a predetermined length that can cover a specific group of teeth or all teeth among upper and lower teeth. characterized in that

본 발명의 투명교정장치는 또한, 상기 투명교정장치는 특정 치아의 부위에 치아의 기울임과 회전력을 극대화하기 위해서 힘의 작용점을 변화시킬 수 있는 부분을 갖도록 3D 모델링 소프트웨어상에서 투명교정장치의 원하는 부분의 두께만을 조절하여 치아 이동의 효율성과 안정성을 극대화시킬 수 있는 것을 특징으로 한다. In the transparent orthodontic device of the present invention, the transparent orthodontic device has a part capable of changing the point of application of force in order to maximize the tilting and rotational force of the tooth in a specific tooth area. It is characterized in that it is possible to maximize the efficiency and stability of tooth movement by adjusting only the thickness.

본 발명의 투명교정장치는 또한, 3D 모델링 소프트웨어상에서 상기 투명교정장치의 특정 부위에 창(window)을 뚫어 치아면에 추가 치열교정장치를 부착할 수 있게 모양을 변형시키며, 상악(maxilla)의 경구개(hard palate) 또는 하악(mandible)의 치밀골부위(compact bone)에 임플란트(implant)를 삽입 후 여기에 연결되는 고정막대(anchor bar)가 부가적으로 설치되고, 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치에는 상기 고정막대(anchor bar)가 고정될 수 있는 결합구 구멍(hole)이 존재하며, 상기 투명교정장치와 고정막대(anchor bar)는 탈착이 가능한 것을 특징으로 한다.The transparent orthodontic device of the present invention also deforms the shape so that an additional orthodontic device can be attached to the tooth surface by drilling a window in a specific part of the transparent orthodontic device on the 3D modeling software, and After inserting the implant into the compact bone of the hard palate or mandible, an anchor bar connected thereto is additionally installed, and a removable appliance The transparent orthodontic device has a coupling hole to which the anchor bar can be fixed, and the transparent orthodontic device and the anchor bar are detachable.

이에 따라, 본 발명에서 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머를 이용하여 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작된 치과용 투명교정장치 및 그 제조방법은 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shape-memory polymer)가 기억된 원래 형상으로 돌아가는 탄성력을 적극 활용하여 기존 치열 교정방식보다 장치를 교체해야 하는 횟수가 크게 줄어들고 치료 과정 중에 발생할 수 있는 부작용과 환자가 느끼는 통증을 없애고 치열 교정에 드는 비용과 시간을 단축시킬 수 있는 현저한 효과를 발휘하고자 하였다.Accordingly, in the present invention, the dental transparent orthodontic device manufactured by the additive manufacturing method of 3D printing using the photocurable temperature-variable-shape-memory polymer and its manufacturing method are temperature-variable-shape-memory polymers. By actively utilizing the elastic force to return to the original shape remembered, the number of times the device needs to be replaced is greatly reduced compared to the existing orthodontic method, side effects that may occur during the treatment process and pain felt by the patient are eliminated, and the cost and time for orthodontic treatment can be shortened. It was intended to exert a remarkable effect.

본 발명에 따른 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shape-memory polymer)를 이용하여 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작된 치과용 투명교정장치 및 그 제조방법은 다음과 같이 다양하고 현저한 효과를 가질 수 있다.The transparent orthodontic device for dental use and its manufacturing method manufactured by the additive manufacturing method of 3D printing using a photocurable, temperature-variable, shape-memory polymer according to the present invention have various and remarkable effects as follows. can

(1) 본 발명에서 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머를 이용하여 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작된 투명교정장치는 온도가변형-형상기억폴리머가 기억된 원래 형상으로 돌아가는 탄성력을 적극 활용하여 기존 투명교정장치에 의한 치열 교정방식 보다 장치를 교체해야 하는 횟수가 크게 줄어들고 치료 과정 중에 발생할 수 있는 부작용과 환자가 느끼는 통증을 없애고 치열 교정에 드는 비용과 시간을 훨씬 더 단축시킬 수 있는 효과가 있다.(1) In the present invention, the transparent orthodontic device manufactured by the additive manufacturing method of 3D printing using the photocurable temperature-variable-shape-memory polymer actively utilizes the elastic force of the temperature-variable-shape-memory polymer to return to its original shape, thereby utilizing the existing transparent Compared to the orthodontic method using orthodontic devices, the number of times the device needs to be replaced is greatly reduced, side effects that may occur during the treatment process and pain felt by the patient are eliminated, and the cost and time for orthodontic treatment can be significantly reduced.

그 이유는 형상기억 능력이 없는 투명교정장치의 경우 각 단계상 최대 치아 이동 가능 범위(Range of action)가 0.1mm를 넘어설 수 없다. 만약 이 범위를 넘어간다면 투명교정장치의 높은 경도로 인해 장치 착용이 힘들고 통증이 심할 뿐만 아니라, 장치의 파열 또는 심한 경우 치아 뿌리의 괴사(necrosis)를 야기할 수 있다. 이는 기존 인비절라인(Invisalign®)의 투명교정장치와 비교하였을 때 더욱 명확해진다. 인비절라인(Invisalign®)은 형상기억효과가 없이 다음 단계로의 이행결과로써 한정적인 모양만 가지고 있기에 치아이동량을 증가시키게 되면 환자의 불편감과 통증이 있고, 또한 투명교정장치의 파열이라는 심각한 결과가 생길 수 있다.The reason is that in the case of a transparent orthodontic appliance that does not have shape memory, the maximum range of action for each stage cannot exceed 0.1mm. If it exceeds this range, it may be difficult to wear the device and cause severe pain due to the high hardness of the transparent aligner, as well as rupture of the device or necrosis of the tooth root in severe cases. This becomes clearer when compared with the existing Invisalign® clear aligners. Invisalign® has no shape memory effect and has only a limited shape as a result of transition to the next stage. can happen

따라서 인비절라인(Invisalign®)의 투명교정장치는 이러한 문제점을 해결하기 위해 매 단계에서 치아이동량을 0.1mm 이내로 최소화시키고 상대적으로 치열 교정단계를 늘려야 한다. 하지만 본 발명의 투명교정장치는 다음 단계로의 이행 시 치아이동량이 크다 하더라도 유리전이온도 이상에서 현재 환자의 치열상태에 맞추어 미리 완전하게 변형시켜 놓을 수 있으므로 투명교정장치 착용 시 이물감이나 통증이 발생하지 않는다. 이로 인해 본 발명의 투명교정장치는 각 단계상 0.2mm의 치아 이동을 시킬 수 있으므로, 치료 단계 및 치료 기간의 현저한 감소를 이끌어 낼 수 있다.Therefore, the transparent orthodontic device of Invisalign® should minimize the amount of tooth movement within 0.1mm in each step to solve this problem and increase the orthodontic step relatively. However, since the transparent orthodontic device of the present invention can be completely deformed in advance according to the patient's dental condition above the glass transition temperature even if the amount of tooth movement is large when moving to the next stage, foreign body sensation or pain does not occur when wearing the transparent aligner. does not Due to this, since the transparent orthodontic device of the present invention can move the teeth by 0.2 mm in each stage, it is possible to lead to a significant reduction in the treatment stage and the treatment period.

또한, 본 발명에서 사용하는 재료의 물리적인 특성인 온도가변형-형상기억효과로 인해 구강내 체온 온도에서 약하고 지속적인 복원력으로 다음 단계로의 치열교정 이행이 일어나므로 각 단계에서 치아 이동량을 기존 장치인 인비절라인(Invisalign®)보다 더 크게 가져갈 수 있다. 이에 인비절라인(Invisalign®)의 투명교정장치 보다 장치를 교체해야 하는 횟수가 크게 줄어들고 치열 교정에 드는 비용과 시간을 훨씬 더 단축시킬 수 있는 효과가 있는 것이다. In addition, due to the temperature change-shape memory effect, which is a physical characteristic of the material used in the present invention, the transition to the next stage with weak and continuous restoring force occurs at body temperature in the oral cavity. Can be taken larger than Invisalign®. As a result, the number of times the device needs to be replaced is significantly reduced compared to Invisalign®'s transparent aligners, and the cost and time for orthodontic treatment can be significantly reduced.

(2) 본 발명에 따른 투명교정장치는 마우스피스타입의 투명교정장치 자체를 3D 프린팅으로 정밀하게 적층가공함으로써 투명교정장치의 두께 균일성과 치아면에 닿는 투명교정장치의 맞춤형 정도를 보았을 때 기존 장치인 인비절라인(Invisalign®)의 투명교정장치보다 높은 정확성과, 정밀도 및 효율성을 가지고 치열 교정치료를 시행할 수 있는 효과가 있다.(2) The transparent orthodontic device according to the present invention precisely laminates the mouthpiece-type transparent aligner itself with 3D printing, so that the thickness uniformity of the transparent aligner and the degree of customization of the transparent aligner in contact with the tooth surface are evaluated. It has the effect of performing orthodontic treatment with higher accuracy, precision and efficiency than the transparent aligners of Invisalign®.

(3) 본 발명의 투명교정장치를 환자가 효율적으로 착용하지 않아서 다음 단계의 진행이 어려울 때에는 환자 스스로 온도가변형-형상기억폴리머의 유리전이온도 이상에서 전단계의 투명교정장치로 변형시켜 다시 착용함으로써 치열교정단계로의 재진입이 가능한 효과가 있다.(3) When it is difficult to proceed to the next step because the patient does not wear the transparent aligner of the present invention efficiently, the patient himself/herself transforms the transparent aligner of the previous stage above the glass transition temperature of the variable temperature-shape memory polymer and wears it again. There is an effect that re-entry to the correction stage is possible.

(4) 본 발명에 따른 투명교정장치는 심미적으로 아주 우수하고, 온도가변형-형상기억폴리머의 원래 형상으로 회복하려는 탄성력을 효과적으로 이용하여 교정하기 때문에 편리하면서도 거의 통증이 없이 치열교정이 가능한 효과가 있다.(4) The transparent orthodontic device according to the present invention is aesthetically very good, and since it effectively uses the elastic force to restore the original shape of the temperature-variable-shape memory polymer to correct it, it has the effect of enabling convenient and virtually painless orthodontic correction. .

(5) 본 발명에 따른 투명교정장치는 기존 인비절라인(Invisalign®)과 같은 투명시트지를 사용한 진공압착방식으로는 불가능하지만 특정 치아의 부위에 치아의 기울임과 회전력을 극대화하기 위해서 가능한, 원하는 부분의 두께만을 조절하여 치아 이동의 효율성과 안정성을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.(5) The transparent aligner according to the present invention Efficiency and stability of tooth movement by adjusting only the thickness of the desired area, which is impossible with the vacuum compression method using transparent sheet paper such as the existing Invisalign®, but possible to maximize the tilt and rotational force of the tooth in a specific tooth area. has the effect of maximizing

(6) 본 발명에 따른 투명교정장치에 의하면 교정 전 발치를 하는 등 치아 사이에 큰 공간(spacing)이 존재하는 환자군에서도 교정치료를 위해서 치아를 효율적으로 이동시킬 수 있는 효과가 있다.(6) According to the transparent orthodontic device according to the present invention, there is an effect of efficiently moving teeth for orthodontic treatment even in a patient group having a large space between teeth, such as extracting teeth before orthodontic treatment.

(7) 본 발명은 특히 투명교정장치 시장을 장악하고 있는 수입제품인 인비절라인(Invisalign®) 대신 소재와 제품의 국산화를 통해 경제적인 수입대체효과를 내고, 나아가서는 국산 제품의 세계진출로 인비절라인(Invisalign®)이 독점하고 있는 시장에서 동등한 경쟁력을 가질 수 있으며, 또한 인비절라인(Invisalign®)이 가지고 있는 일회용이라는 단점을 보완할 수 있는 본 발명의 제품은 반복사용이 가능하여 인비절라인(Invisalign®)의 한계를 뛰어넘을 수 있는 탁월한 효과가 있다.(7) In particular, the present invention produces an economical import substitution effect through localization of materials and products instead of Invisalign®, an imported product that dominates the market for transparent aligners, and furthermore, as a result of the global expansion of domestic products, Invisalign® The product of the present invention, which can have equal competitiveness in the market monopolized by Invisalign®, and can compensate for the disadvantage of being disposable with Invisalign®, can be used repeatedly. (Invisalign®) has an excellent effect that can overcome the limitations.

도 1은 본 발명에 따른 투명교정장치를 제작하는 방법을 나타내는 플로우 시트를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 있어 치열교정치료 전 구강상태를 나타낸 상태도이다.
도 3은 본 발명에 있어 여러 단계로 나누어진 치열교정단계 중 치열교정치료 1단계를 나타낸 상태도이다.
도 4는 본 발명에 있어 여러 단계로 나누어진 치열교정단계 중 치열교정치료 2단계를 나타낸 상태도이다.
도 5는 본 발명에 있어 여러 단계로 나누어진 치열교정단계 중 치열교정치료 3단계를 나타낸 상태도이다.
도 6은 본 발명에 있어 여러 단계로 나누어진 치열교정단계 중 치열교정치료 4단계를 나타낸 상태도이다.
도 7은 본 발명에 있어 여러 단계로 나누어진 치열교정단계 중 치열교정치료 5단계를 나타낸 상태도이다.
도 8은 본 발명에 있어 여러 단계로 나누어진 치열교정단계 중 치열교정치료 6단계를 나타낸 상태도이다.
도 9는 본 발명에 있어 여러 단계로 나누어진 치열교정단계 중 치열교정치료 7단계를 나타낸 상태도이다.
도 10은 본 발명에 있어 여러 단계로 나누어진 치열교정단계 중 치열교정치료 8단계를 나타낸 상태도이다.
도 11은 본 발명에 있어 여러 단계로 나누어진 치열교정단계 중 치열교정치료 9단계를 나타낸 상태도이다.
도 12는 본 발명에 있어 여러 단계로 나누어진 치열교정단계 중 치열교정치료 10단계를 나타낸 상태도이다.
도 13은 본 발명에 있어 치아의 기울임과 회전력의 극대화를 위해 3D 모델링 소프트웨어상에서 두께를 변화시켜 그 작용을 효율적으로 가중시키는 원리를 나타낸 상태도이다.
도 14는 본 발명에 있어 투명교정장치의 특정 부위에 창(window)을 뚫어 치아면에 추가 치열교정장치를 부착할 수 있게 모양을 변형시킨 것을 나타낸 상태도이다.
도 15는 본 발명에 있어 교정 전 발치(extraction)가 필요한 경우 전치부 치아를 후방이동시킬 때 고정원으로 작용하는 구치부 치아의 전방이동을 방지하기 위하여 상악 투명교정장치에 고정막대(anchor bar)를 설치하고 이 고정막대는 교정용 미니 임플란트(mini-implant)로 보강할 수 있음을 보여주는 상태도이다.1 is a view showing a flow sheet showing a method of manufacturing a transparent aligner according to the present invention.
Figure 2 is a state diagram showing the oral state before orthodontic treatment in the present invention.
3 is a state diagram showing the first stage of orthodontic treatment among the orthodontic stages divided into several stages in the present invention.
4 is a state diagram showing the second stage of orthodontic treatment among the orthodontic stages divided into several stages in the present invention.
5 is a state diagram showing the third stage of orthodontic treatment among the orthodontic stages divided into several stages in the present invention.
6 is a state diagram showing the fourth stage of orthodontic treatment among the orthodontic stages divided into several stages in the present invention.
7 is a state diagram showing 5 steps of orthodontic treatment among orthodontic steps divided into several steps in the present invention.
8 is a state diagram showing the 6th stage of orthodontic treatment among the orthodontic stages divided into several stages in the present invention.
9 is a state diagram showing 7 steps of orthodontic treatment among orthodontic steps divided into several steps in the present invention.
10 is a state diagram showing 8 steps of orthodontic treatment among orthodontic steps divided into several steps in the present invention.
11 is a state diagram showing 9 steps of orthodontic treatment among orthodontic steps divided into several steps in the present invention.
12 is a state diagram showing 10 steps of orthodontic treatment among orthodontic steps divided into several steps in the present invention.
13 is a state diagram showing the principle of efficiently weighting the action by changing the thickness on the 3D modeling software for maximizing the tilt and rotational force of the teeth in the present invention.
14 is a state diagram showing that the shape of the transparent orthodontic appliance is modified so that an additional orthodontic appliance can be attached to the tooth surface by drilling a window in a specific part of the transparent orthodontic appliance according to the present invention.
15 is an anchor bar installed in the maxillary transparent orthodontic device to prevent the forward movement of the posterior teeth, which act as a fixing source when the anterior teeth are moved backwards when extraction is required before orthodontic treatment in the present invention. And it is a state diagram showing that this fixing rod can be reinforced with a mini-implant for orthodontics.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

이에 앞서, 본 발명의 설명 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, the terms or words used in the description and claims of the present invention should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventors have used the concept of terms to describe their invention in the best way. Based on the principle that it can be appropriately defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

위에 기술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 치과용 투명교정장치는 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머를 이용한 3D 프린팅의 적층가공방식으로 직접 프린팅되어 제조되며, 그 형상은 상악 또는 하악의 치아들 중 특정 치아군 또는 전체 치아를 씌워서 아우를 수 있는 마우스피스타입으로 형성되어 있으며, 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머로 제조된 상기 마우스피스타입의 투명교정장치의 원래 형상은 환자에게 가장 적합한 교정 후의 이상적인 치열 형태까지 가기 위한 단계적인 형상으로 직접 3D 프린팅되어 기억되어 있으며, 상기 마우스피스타입의 투명교정장치의 변형된 형상은 교정 전의 치열 형태 또는 교정 단계상 직전 단계의 교정된 결과의 치열 형태와 동일한 단계별로 세분화된 원하는 치료목적과 동일한 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the technical problem described above, the dental transparent orthodontic device according to the present invention is directly printed and manufactured using a 3D printing additive manufacturing method using a photocurable temperature-variable-shape memory polymer, and the shape of the upper or lower teeth is Among them, it is formed as a mouthpiece type that can cover a specific group of teeth or all teeth, and the original shape of the transparent orthodontic device of the mouthpiece type made of a photocurable temperature-variable-shape memory polymer is the most suitable orthodontic treatment for the patient. It is directly 3D-printed and memorized as a step-by-step shape to go to the ideal dentition shape afterward, and the deformed shape of the mouthpiece-type transparent aligner is the same as the dentition form before orthodontic or the dentition of the corrected result of the previous stage. It is characterized in that it has the same shape as the desired treatment objective subdivided into the same step.

본 발명에 따른 치과용 투명교정장치의 제조방법은 부정교합 치열을 교정하기 위한 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치의 제조방법에 있어서, 치열 교정치료가 필요한 환자의 구강상태를 3D 스캐너로 스캐닝하는 단계; 상기 투명교정장치를 환자에게 적용할 때 통증을 느끼지 않도록 투명교정장치의 모양을 미리 변형하기 위해 환자의 교정 전 구강상태의 모델 및 치아 이동량을 기준으로 치아 이동 모양을 설정하여 여러 단계의 한 셋트로 구성된 모델을 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하는 단계; 각각의 모델을 경화시켜 적층 가공물의 형상을 고정시키는 단계; 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)를 이용하고 치아 이동량을 기준으로 치아 이동 모양을 설정하여 여러 단계의 한 셋트로 환자에게 가장 적합한 각 단계의 교정 후의 이상적인 치열 형태와 동일한 모양을 갖는 투명교정장치를 유리전이온도 이하에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하는 단계; 상기 이상적인 치열 형태와 동일한 모양을 갖는 투명교정장치를 유리전이온도 이상에서 환자의 교정 전 구강상태의 모델 또는 교정 단계상 직전 단계의 모델에 착용시킨 후 유리전이온도 이하로 온도를 낮추어 투명교정장치를 환자의 교정 전 구강상태의 치열 형태 또는 교정 단계상 직전 단계의 교정된 결과의 치열 형태와 동일한 형상으로 변형 후 고정시키는 단계; 변형 후 모델에 착용시킨 상태에서 냉각시켜 굳어진 변형된 형상을 고정 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The method for manufacturing a transparent orthodontic device for dental use according to the present invention is a method of manufacturing a transparent orthodontic device, which is a removable appliance for correcting malocclusion teeth, using a 3D scanner to measure the oral condition of a patient in need of orthodontic treatment. scanning with; In order to change the shape of the transparent aligner in advance so that no pain is felt when the transparent aligner is applied to the patient, the shape of the tooth movement is set based on the model of the patient's oral condition before orthodontic treatment and the amount of tooth movement as a set of several steps. manufacturing the constructed model by additive manufacturing method of 3D printing; hardening each model to fix the shape of the additive product; Using a photocurable, temperature-changing, shape-memory polymer, and setting the shape of tooth movement based on the amount of tooth movement, it is a set of several steps that has the same shape as the ideal tooth shape after each step of orthodontic treatment that is most suitable for the patient. manufacturing a transparent orthodontic device by an additive manufacturing method of 3D printing at or below the glass transition temperature; A transparent orthodontic device having the same shape as the ideal dental shape is worn on the model of the patient's oral condition before orthodontic treatment above the glass transition temperature or the model immediately before the orthodontic phase, and then the temperature is lowered below the glass transition temperature to obtain the transparent orthodontic device. The steps of fixing after deforming into the same shape as the dental shape of the patient's oral condition before orthodontic treatment or the shape of the teeth of the corrected result of the previous step on the orthodontic stage; It is characterized in that it comprises the step of fixing and maintaining the hardened deformed shape by cooling in a state worn on the model after deformation.

이러한 치과용 투명교정장치의 제조방법에 따라 제조된 여러 단계의 한 셋트로 된 투명교정장치는 환자에게 적용할 때 통증을 느끼지 않도록 모양을 미리 변형해 놓았기 때문에 치료 과정 중에 환자가 단계별 치료목적과 동일한 형태를 갖는 투명교정장치를 바로 착용할 수 있고, 착용 시에도 이물감이나 통증이 발생하지 않을 수 있다. The transparent orthodontic device, which is a set of multiple stages manufactured according to the manufacturing method of this dental transparent aligner, has been deformed in advance so as not to feel pain when applied to the patient, so that during the treatment process, the patient can meet the treatment goals and objectives for each step. A transparent aligner having the same shape can be immediately worn, and a foreign body sensation or pain may not occur even when worn.

또한, 본 발명의 투명교정장치를 환자가 효율적으로 착용하지 않아서 다음 단계의 진행이 어려울 때에는 환자 스스로 온도가변형-형상기억폴리머의 유리전이온도 이상에서 전단계의 투명교정장치로 변형시켜 다시 착용함으로써 치열교정단계로의 재진입이 가능할 수 있다.In addition, when it is difficult for the patient to proceed to the next step because the patient does not wear the transparent orthodontic device of the present invention efficiently, the patient himself orthodontizes orthodontic treatment by transforming the transparent orthodontic device above the glass transition temperature of the temperature-variable-shape memory polymer and wearing it again. Re-entry to the stage may be possible.

한편, 본 발명에 따른 치과용 투명교정장치의 제조방법의 다른 실시예로서, 부정교합 치열을 교정하기 위한 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치의 제조방법에 있어서, 치열 교정치료가 필요한 환자의 구강상태를 3D 스캐너로 스캐닝하는 단계; 컴퓨터상에서 원하는 치료목적의 설정 및 상기 치료목적의 달성을 위하여 세분화한 투명교정장치를 3D 적층가공방식으로 제작하기 위한 전단계로서 원하는 치료목적을 지닌 치열상태를 컴퓨터상에서 설정 후 이 과정에 이르는 단계별 치료목적으로 세분화하는 단계; 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)를 이용하여 미리 설정된 최적의 치아 이동량을 기준으로 최종 치료목적까지의 단계별로 세분하여 여러 단계의 한 셋트로 투명교정장치를 유리전이온도 이하에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하는 단계; 각각의 투명교정장치를 광경화시켜 적층 가공물의 형상을 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.On the other hand, as another embodiment of the method for manufacturing a transparent orthodontic device for dental use according to the present invention, in the method for manufacturing a transparent orthodontic device, which is a removable appliance for correcting malocclusion dentition, orthodontic treatment is required Scanning the oral state of the patient with a 3D scanner; This is a step-by-step treatment goal from setting the desired treatment goal on the computer to this process after setting the dental condition with the desired treatment goal on the computer as a pre-step to produce a subdivided transparent orthodontic device in 3D additive manufacturing method to achieve the treatment goal. subdividing into; Using a photo-curable, temperature-variable-shape memory polymer, the transparent orthodontic device is 3D under the glass transition temperature below the glass transition temperature by subdividing it into stages up to the final treatment goal based on the preset optimal amount of tooth movement. manufacturing by an additive manufacturing method of printing; It may be characterized in that it comprises the step of fixing the shape of the laminated work by photo-curing each transparent aligner.

이러한 치과용 투명교정장치의 제조방법에 따라 제조된 여러 단계의 한 셋트로 된 투명교정장치는 환자가 단계별 치료목적과 동일한 형태를 갖는 투명교정장치를 교정치아에 쉽게 장착할 수 있도록 유리전이온도(50℃ 내지 70℃) 이상에서 투명교정장치를 연화시켜 구강 내에 장착을 시키고, 이렇게 변형된 투명교정장치를 착용시킨 후 환자의 구강내 체온 온도인 유리전이온도 이하에서 컴퓨터상에서 설계되고 3D 적층 가공된 치료목적을 지닌 이상적인 치열 형태와 동일한 모양을 갖는 투명교정장치가 구강내에서 형상기억효과에 의한 교정력을 발휘하고 유지하여 치열 교정치료를 할 수 있다.The transparent orthodontic device, which is a set of multiple stages manufactured according to the manufacturing method of such a dental transparent aligner, is a glass transition temperature ( At 50°C to 70°C), the transparent aligner is softened and installed in the oral cavity. A transparent orthodontic device having the same shape as the ideal dental shape with a therapeutic purpose can perform orthodontic treatment by exerting and maintaining orthodontic power by shape memory effect in the oral cavity.

본 발명은 여러 단계의 한 셋트로 구성된 교정 단계를 치아 이동량을 기준으로 최소 10단계부터 최대 15단계까지로 치아 이동 모양을 설정해준다. 여기서 10단계보다 적은 경우는 치아교정을 위한 단계별 이동량이 너무 커서 치아 교정 시 투명교정장치 안에 치아가 잘 맞지 않아 장치 안착이 잘 안되어 바람직한 치아 이동이 어렵고, 15단계보다 큰 경우는 불필요하게 투명교정장치를 교체해야 하는 횟수가 늘어남에 따라 치열 교정에 드는 비용이 커지고, 시간이 더욱 길어지는 문제가 있다.The present invention sets the tooth movement shape from a minimum of 10 steps to a maximum of 15 steps based on the amount of tooth movement in the orthodontic step consisting of a set of several steps. Here, in the case of less than 10 steps, the movement amount for each step for orthodontic treatment is too large, and the teeth do not fit well in the transparent orthodontic device during orthodontic treatment, so the device does not sit well, making it difficult to move the desired teeth. As the number of replacements increases, the cost of orthodontics increases and the time becomes longer.

또한, 본 발명에서 상기 마우스피스타입의 투명교정장치에 이용되는 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머는 가장 효율적인 형상기억효과를 발휘하는 유리전이온도인 50℃ 내지 70℃보다 낮은 구강내 체온 온도인 36.5℃에서도 지속적이고 약한 탄성력을 발휘하여 기억된 원래 형상으로 회복되는 형상기억효과를 발휘하도록 설정한다.In addition, in the present invention, the photocurable temperature-variable-shape memory polymer used in the mouthpiece-type transparent aligner is 36.5, which is an intraoral body temperature lower than the glass transition temperature of 50°C to 70°C that exhibits the most efficient shape-memory effect. It is set to exhibit the shape memory effect of recovering to the original memorized shape by exerting continuous and weak elastic force even at ℃.

여기서, 3D 프린팅의 적층가공방식은 프린터로 평면으로 된 문자나 그림을 인쇄하는 것이 아니라 입체도형을 찍어내는 것으로, 3D 디지털 데이터를 이용하여 소재를 적층해 3차원 물체를 제조하는 프로세스를 말한다.Here, the additive manufacturing method of 3D printing does not print flat characters or pictures with a printer, but prints a three-dimensional figure, and refers to the process of manufacturing a three-dimensional object by stacking materials using 3D digital data.

본 발명에서 각 단계의 치아 모델을 3D 프린터로 적층가공할 때는 자외선을 사용하는 광경화성 방식인 UV 레이저가 선을 그리며 움직이는 SLA(Stereo Lithography Apparatus, 광경화성 수지 조형) 방식이나, 영상 프로젝터와 유사하게 자외선램프와 조광 장치를 이용해 카메라 플래시를 터뜨리듯 단번에 한 층 전체를 경화시키는 DLP(Digital Light Processing) 방식 등을 이용하여 적층가공할 수 있고, 여기서 3D 프린팅 방식은 3D 프린팅에 적용할 수 있는 재질에 따라 선택할 수 있다.In the present invention, when the tooth model of each stage is additively processed with a 3D printer, the SLA (Stereo Lithography Apparatus) method in which the UV laser, which is a photocurable method using ultraviolet rays, moves by drawing a line, or similar to an image projector Additive manufacturing can be done using DLP (Digital Light Processing) method, which cures the entire layer at once, like a camera flash using a UV lamp and a dimming device. You can choose accordingly.

본 발명은 각 단계의 치아 모델을 의료 분야에서 3D 프린팅 방식에 적용할 수 있는 재질을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 그 재질은 자외선(UV; Ultraviolet)을 이용해 경화시키는 광경화성 수지를 이용할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.In the present invention, a material that can be applied to the 3D printing method in the medical field for each stage of the tooth model can be used, and preferably, the material can use a photocurable resin that is cured using ultraviolet (UV) light, However, the present invention is not limited thereto.

한편, 본 발명에서 투명교정장치를 3D 프린터로 적층가공할 때는 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)를 이용하기 때문에 자외선을 사용하는 광경화성 방식인 UV 레이저가 선을 그리며 움직이는 SLA(Stereo Lithography Apparatus, 광경화성 수지 조형) 방식이나, 영상 프로젝터와 유사하게 자외선램프와 조광 장치를 이용해 카메라 플래시를 터뜨리듯 단번에 한 층 전체를 경화시키는 DLP(Digital Light Processing) 방식을 이용하여 적층가공할 수 있다.On the other hand, in the present invention, when the transparent orthodontic device is laminated with a 3D printer, a photocurable temperature-variable-shape memory polymer is used. Additive manufacturing can be done using the Stereo Lithography Apparatus method or DLP (Digital Light Processing) method, which hardens the entire layer at once, similar to an image projector, using a UV lamp and a light dimmer to harden the entire layer like a camera flash. there is.

따라서 상기 투명교정장치에 대한 3D 프린팅의 적층가공방식은 SLA, DLP 방식 중 어느 하나인 것일 수 있다. 바람직하게는, 상기 3D 프린팅의 적층가공방식은 현존하는 3D 프린팅 방법 중 가장 정밀도가 높은 SLA 방식일 수 있다. 또한, 향후 발전하고 있는 3D 프린팅 방법 중 가장 정밀한 방법으로 대체될 수 있다.Therefore, the additive manufacturing method of 3D printing for the transparent orthodontic device may be any one of SLA and DLP methods. Preferably, the additive manufacturing method of the 3D printing may be the SLA method with the highest precision among existing 3D printing methods. In addition, it can be replaced by the most precise method among 3D printing methods that are being developed in the future.

공지의 3D 프린팅의 기본 원리는, 컴퓨터에서 만들고자 하는 모형을 3D 디자인 프로그램을 이용해 디자인한 후 이를 STL(Standard Triangle Language) 데이터 양식으로 저장하게 되며, 이 후 디자인된 3D 도면을 얇은 레이어로 한 층 한 층 미분하듯이 나눈 후, 마지막으로 얇은 층들을 바닥부터 차곡차곡 쌓아올리며 적분의 과정을 거치면 비로소 하나의 입체적인 인쇄물을 얻을 수 있게 된다. 이때, 레이어의 두께는 약 0.01~0.08㎜로서 종이 한 장보다 얇기 때문에 정교(精巧)한 입체 모델을 만들 수 있게 되는 것이다.The basic principle of well-known 3D printing is that after designing a model to be made on a computer using a 3D design program, it is saved in STL (Standard Triangle Language) data format. After dividing as if differentiating the layers, finally, by stacking the thin layers one by one from the bottom and going through the process of integration, a three-dimensional print can be obtained. At this time, the thickness of the layer is about 0.01 to 0.08 mm, and since it is thinner than a sheet of paper, it is possible to make an elaborate three-dimensional model.

본 발명의 마우스피스타입의 투명교정장치는 치열 교정치료가 필요한 환자의 구강상태를 3D 스캐너로 스캐닝하고, 상기 투명교정장치의 모양변형을 위해 환자의 교정 전 구강상태의 모델 및 치아 이동량을 기준으로 치아 이동 모양을 설정하여 교정 후의 이상적인 치열 형태까지 가기 위한 단계적인 형상을 3D 모델링 프로그램 상에서 나누어 여러 단계의 한 셋트로 구성된 투명교정장치의 모델을 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하고, 각각의 모델을 경화시켜 적층 가공물의 형상을 고정시킨다. The mouthpiece-type transparent orthodontic device of the present invention scans the oral condition of a patient in need of orthodontic treatment with a 3D scanner, and based on the model of the patient’s oral condition before orthodontic treatment and the amount of tooth movement for shape change of the transparent orthodontic device After setting the tooth movement shape, the 3D modeling program divides the step-by-step shape to reach the ideal dentition shape after orthodontic treatment. Curing to fix the shape of the laminated workpiece.

또한, 각 단계에 따른 투명교정장치를 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shape-memorypolymer)를 이용하여 치아 이동량을 기준으로 치아 이동 모양을 설정하여 여러 단계의 한 셋트로 이상적인 치열 형태와 동일한 모양을 갖도록 유리전이온도 이하에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작할 수 있다. 본 발명은 여러 단계의 한 셋트로 구성된 교정 단계를 치아 이동량을 기준으로 최소 10단계부터 최대 15단계까지로 치아 이동 모양을 설정해 준다.In addition, the transparent orthodontic device according to each stage is set using a photocurable thermoplastic shape-memory polymer to set the tooth movement shape based on the tooth movement amount, and the same shape as the ideal tooth shape with one set of several steps. It can be manufactured by the additive manufacturing method of 3D printing below the glass transition temperature to have The present invention sets the tooth movement shape from a minimum of 10 steps to a maximum of 15 steps based on the amount of tooth movement in the orthodontic step consisting of a set of several steps.

여기서 이상적인 치열 형태까지 가기 위한 각 단계에 따른 투명교정장치는 단계별 교정치료된 상태를 나타내는 것으로, 교정 전 구강상태의 치열 형태 또는 교정단계상 직전 단계의 치열 형태를 가진 환자 상태와는 맞지가 않아 치아에 잘 끼워지지 않는다.Here, the transparent orthodontic device according to each stage to reach the ideal dentition form represents the staged orthodontic treatment state. does not fit well into

그래서 이상적인 치열 형태와 동일한 모양을 갖는 각 단계에 따른 투명교정장치가 부드러워질 수 있는 유리전이온도 이상에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작된 환자의 교정 전 구강상태의 모델 또는 교정단계상 직전 단계의 모델에 착용하여 환자의 교정 전 구강상태의 치열 형태 또는 교정단계상 직전 단계의 교정된 결과의 치열 형태와 동일한 형상으로 미리 변형시킨다.Therefore, a model of the patient's oral condition before orthodontic treatment produced by additive manufacturing method of 3D printing above the glass transition temperature at which the transparent orthodontic device according to each stage, which has the same shape as the ideal dentition form, can be softened By wearing it on the model, it is pre-deformed into the same shape as the dental shape of the patient's oral condition before orthodontic treatment or the dental shape of the corrected result of the previous step in the orthodontic phase.

그리고 변형 후 모델에 착용시킨 상태에서 냉각시키면 굳어져 투명교정장치가 미리 변형된 형상을 고정 유지할 수 있으며, 이 미리 변형된 형상의 투명교정장치는 교정 전 구강상태의 치열 형태 또는 교정 단계상 직전 단계의 치열 형태를 가진 환자의 치아에 정확하게 일치하기 때문에 쉽게 끼워질 수가 있어 환자가 투명교정장치 착용 시 이물감이나 통증이 발생하지 않는다.And after deformation, if it is cooled while being worn on the model, it hardens and the transparent orthodontic device can maintain the pre-deformed shape. Because it precisely matches the patient's teeth with a dental shape of

한편, 본 발명은 환자가 쉽게 장치를 장착시킬 수 있도록 투명교정장치를 변형하기 위한 다른 방법으로 다음과 같은 단계를 거칠 수 있다.On the other hand, the present invention can go through the following steps as another method for modifying the transparent aligner so that the patient can easily mount the device.

즉, 치열 교정치료가 필요한 환자의 구강상태를 3D 스캐너로 스캐닝하는 단계; 컴퓨터상에서 원하는 치료목적의 설정 및 상기 치료목적의 달성을 위하여 세분화한 투명교정장치를 3D 적층가공방식으로 제작하기 위한 전단계로서 원하는 치료목적을 지닌 치열상태를 컴퓨터상에서 설정 후 이 과정에 이르는 단계별 치료목적으로 세분화하는 단계; 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)를 이용하여 미리 설정된 최적의 치아 이동량을 기준으로 최종 치료목적까지의 단계를 세분하여 여러 단계의 한 셋트로 투명교정장치를 유리전이온도(50℃~70℃) 이하에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하는 단계; 각각의 투명교정장치를 광경화시켜 적층 가공물의 형상을 고정시키는 단계를 포함할 수 있다.That is, scanning the oral state of the patient in need of orthodontic treatment with a 3D scanner; This is a step-by-step treatment goal from setting the desired treatment goal on the computer to this process after setting the dental condition with the desired treatment goal on the computer as a pre-step to produce a subdivided transparent orthodontic device in 3D additive manufacturing method to achieve the treatment goal. subdividing into; The transparent orthodontic device is installed at a glass transition temperature (50℃ ~70°C) or less, manufacturing by additive manufacturing method of 3D printing; It may include the step of fixing the shape of the laminated workpiece by photocuring each of the transparent aligners.

여기서, 상기 단계별 치료목적과 동일한 형태를 갖는 투명교정장치를 환자가 쉽게 장착할 수 있도록 유리전이온도(50℃~70℃) 이상에서 그 투명교정장치를 연화시키고, 그 연화된 상태의 투명교정장치를 환자의 교정 대상 치아에 직접 착용시킨 후 유리전이온도(50℃~70℃) 이하인 환자의 구강내 체온 온도에서 지속적이고 약한 탄성력을 발휘하여 컴퓨터상에서 설계되고 3D 적층가공된 치료목적을 지닌 투명교정장치의 세분화한 원래 형상으로 회복되는 형상기억효과를 나타내어 구강내에서 교정력을 발휘하고 유지할 수 있다.Here, the transparent aligner is softened above the glass transition temperature (50° C. to 70° C.) so that the patient can easily mount the transparent aligner having the same shape as the step-by-step treatment purpose, and the softened transparent aligner A transparent orthodontic treatment designed on a computer and 3D laminated, designed on a computer and manufactured by 3D lamination, to show continuous and weak elasticity at the temperature of the patient's oral body temperature below the glass transition temperature (50°C to 70°C) after being worn directly on the patient's teeth It exhibits a shape memory effect that restores to the original shape of the device subdivided, so it can exert and maintain orthodontic power in the oral cavity.

본 발명의 마우스피스타입의 투명교정장치는 상기 투명교정장치의 특정 치아의 부위에 치아의 기울임과 회전력을 극대화하기 위해서 힘의 작용점을 변화시킬 수 있는 부분을 갖도록 3D 모델링 소프트웨어상에서 두께를 조절할 수 있다.The thickness of the mouthpiece-type transparent aligner of the present invention can be adjusted on 3D modeling software to have a part capable of changing the point of application of force in order to maximize the tilting and rotational force of the tooth in a specific tooth part of the transparent aligner. .

즉, 상기 마우스피스타입의 투명교정장치는 디자인 상에서 회전이나 기울기를 조절하기 위해 특정 부위를 더욱 두껍게 디자인하거나 얇게 디자인함으로써 힘의 작용 방향을 효율적으로 작용시킬 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점을 이용하여 기존 투명시트지를 사용한 진공압착방식으로는 불가능하지만 본 발명의 투명교정장치에서는 가능한, 원하는 부분의 두께만을 조절하여 치아 이동의 효율성과 안정성을 극대화시킬 수 있다.That is, the transparent orthodontic device of the mouthpiece type has an advantage in that the direction of force can be effectively applied by designing a specific region to be thicker or thinner in order to adjust the rotation or inclination on the design. Using these advantages, it is impossible with the conventional vacuum compression method using transparent sheet paper, but in the transparent orthodontic device of the present invention, it is possible to maximize the efficiency and stability of tooth movement by controlling only the thickness of the desired part.

한편, 상기 마우스피스타입의 투명교정장치는 치아의 특정 면에서 교정력의 추가 확보를 위하여 치아면에 추가 치열 교정장치를 부착할 수 있도록 투명교정장치를 디자인하는 과정인 3D 모델링 프로그램 상에서 특정 부위에 창(window)을 뚫어 모양을 변형시킬 수 있다.On the other hand, the transparent orthodontic device of the mouthpiece type is a window in a specific area on a 3D modeling program, which is a process of designing a transparent orthodontic device so that an additional orthodontic device can be attached to the tooth surface to further secure orthodontic force on a specific surface of the teeth. You can change the shape by drilling a window.

또한, 기존 인비절라인(Invisalign®)의 투명교정장치는 치열 교정을 위한 치아 이동에 있어서 치아 사이에 큰 공간(spacing)이 존재하는 환자군에서는 치아를 효율적으로 이동시키기 힘들다는 단점을 가지고 있다.In addition, the existing transparent orthodontic device of Invisalign® has a disadvantage in that it is difficult to efficiently move teeth in a patient group with a large spacing between teeth in moving teeth for orthodontic treatment.

이러한 단점을 해결하기 위해 본 발명에서는 교정 전 발치(extraction)가 필요한 환자군에서도 마우스피스타입의 투명교정장치를 사용할 수 있도록 부수적인 장치를 추가하는 것을 특징으로 한다.In order to solve this drawback, the present invention is characterized in that an additional device is added so that the transparent orthodontic device of the mouthpiece type can be used even in the patient group requiring extraction before orthodontic treatment.

이 장치는 고정막대(anchor bar)라고 불리는 것으로 상악(maxilla)의 경구개(hard palate) 또는 하악(mandible)의 치밀골부위(compact bone)에 임플란트(implant)를 삽입 후 여기에 연결되는 고정막대(anchor bar)가 존재한다. 그리고 본 발명의 투명교정장치에는 이 고정막대(anchor bar)가 고정될 수 있는 결합구 구멍(hole)이 존재하여 발치(extraction) 후의 공간(extraction space)이 있는 경우도 본 발명의 마우스피스타입의 투명교정장치를 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 이 고정막대(anchor bar)와 본 발명의 마우스피스타입의 투명교정장치는 서로 쉽게 탈착이 가능한 형태로 되어 있다.This device, called an anchor bar, is an anchor bar connected to the hard palate of the maxilla or the compact bone of the mandible after inserting the implant. bar) exists. In addition, the transparent orthodontic device of the present invention has a hole for a coupler to which the anchor bar can be fixed, so that even if there is an extraction space after extraction, the mouthpiece type of the present invention is It is characterized in that a transparent aligner can be used. In addition, this fixed bar (anchor bar) and the mouthpiece-type transparent aligner of the present invention is in a form that can be easily detached from each other.

이는 식사할 때에는 투명교정장치를 빼야 하기 때문으로 투명교정장치의 특정 부분에 결합구 구멍(hole)을 파서 고정막대를 조립이 가능하도록 한다.This is because the transparent aligner must be removed when eating, so a hole is dug in a specific part of the transparent aligner to assemble the fixing bar.

교정치료 시에 치아 2개 정도를 빼야 하는 환자는 넓은 공간이 생겨 조금씩 움직이므로, 발치 시라도 양쪽에 기구를 놔두고 고무줄을 당기면 전치부 치아는 후방이동해 오지만 마우스피스타입의 투명교정장치 자체에 힘을 집중하는 구치부 치아는 고정되어야 하므로 고정막대가 필요하다.A patient who needs to remove two teeth during orthodontic treatment has a large space and moves little by little. Since the posterior teeth must be fixed, a fixation rod is required.

한편, 본 발명에 따른 투명교정장치의 재료로 사용되는 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머에 대해 구체적으로 설명한다.On the other hand, a photocurable temperature-variable-shape memory polymer used as a material of the transparent aligner according to the present invention will be described in detail.

우선 형상기억효과(shape-memory effect)는 형상기억소재(shape-memory materials)가 가지고 있는 특징으로서 형상이 변형될 수 있는 외부자극이 주어지면 그 모양이 변형되어 고정되어 있다가 다시 적절한 외부자극에 의해 원래의 모양으로 되돌아오는 것을 말한다.First of all, the shape-memory effect is a characteristic of shape-memory materials. When an external stimulus whose shape can be deformed is given, the shape is deformed and fixed, and then applied to an appropriate external stimulus again. means to return to its original shape.

대한민국 등록특허공보 10-2111789호(2020. 5. 18. 공고)는 투명교정장치의 제조를 위한 3D 프린터용 광경화형 조성물의 조성, 제조방법 및 그 소재의 사용법들을 구체적으로 기술하고 있다. 특히 이 등록특허에서는 해당 조성물을 가진 소재의 유리전이온도, 최대하중, 인장강도, 항복강도, 연신율 및 탄성계수 등을 자세히 기술하고 있어 온도가변형-형상기억폴리머를 이용하여 제작되는 제품들에 참고할 수 있도록 정보를 제공하고 있다.Republic of Korea Patent Publication No. 10-2111789 (Notice on May 18, 2020) specifically describes the composition, manufacturing method, and usage of the material of the photocurable composition for a 3D printer for the manufacture of a transparent aligner. In particular, in this registered patent, the glass transition temperature, maximum load, tensile strength, yield strength, elongation, and modulus of the material having the composition are described in detail. information is provided so that

최근 형상기억폴리머(shape-memory polymer)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 그 바탕에는 형상기억합금(shape-memory alloys)보다 탄성이 좋고, 원재료의 비용과 가공비용이 저렴하며, 밀도가 낮아 가볍고, 조성물 변형이 비교적 간단하며, 화학적으로 안정성을 가지고 있고 생체적합성과 생분해성이 뛰어나다는 점에서 보다 유리하기 때문이다.Recently, research on shape-memory polymers is being actively conducted, and the basis is better elasticity than shape-memory alloys, cheaper raw materials and processing costs, and low density, so it is light and , because it is more advantageous in that it is relatively simple to modify the composition, has chemical stability, and has excellent biocompatibility and biodegradability.

형상기억효과는 폴리머의 종류에 따라 온도(열), 광 또는 화학적 반응에 의하여 발생하는데, 본 발명은 광경화성인 형상기억폴리머(shape-memory polymer) 중 온도에 의해 그 모양이 변형 및 탄성적으로 회복되는 온도가변형-형상기억폴리머의 형상기억효과를 이용하여 투명교정장치를 제공한다. 또한, 본 발명의 투명교정장치는 광경화성인 형상기억폴리머만이 재료로 사용될 수 있는데, 이는 3D 프린터를 이용하여 적층가공할 때 자외선(UV)을 이용하여 경화를 시킬 수 있어야 하기 때문이다. 즉, 다른 원리로 경화가 되는 형상기억폴리머는 3D 프린터를 이용한 적층가공에 이용할 수 없다.The shape memory effect occurs by temperature (heat), light, or chemical reaction depending on the type of polymer. In the present invention, the shape of the photocurable shape-memory polymer is deformed and elastically recovered by the temperature. To provide a transparent orthodontic device by using the shape memory effect of the temperature variable-shape memory polymer. In addition, in the transparent orthodontic device of the present invention, only a photocurable shape memory polymer can be used as a material, because it must be able to be cured using ultraviolet (UV) light when additively processed using a 3D printer. That is, shape memory polymers that are cured by other principles cannot be used for additive manufacturing using 3D printers.

온도에 의한 형상기억효과란 고온에서 임의의 형태로 형상을 만들어 형상을 기억시킨 다음, 다시 변형을 시키면 저온에서 본래의 형상으로 되돌아가지 않지만, 일정 온도이상으로 가열하면 본래의 형상으로 되돌아가는 성질을 말한다.The shape memory effect by temperature refers to the property of making a shape in an arbitrary shape at a high temperature to memorize the shape and then deforming it again, but it does not return to its original shape at low temperature, but returns to its original shape when heated above a certain temperature. say

이하, 본 발명에 따른 “온도가변형-형상기억폴리머를 이용한 치과용 투명교정장치 및 그 제조방법”에 관한 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of "a transparent orthodontic device for dental use and a manufacturing method thereof using a temperature-variable-shape memory polymer" according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

다음의 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하고, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다The following examples are merely illustrative of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 투명교정장치를 제작하는 방법을 나타내는 플로우 시트를 나타낸 것이고, 도 2는 치열 교정치료 전 구강상태를 도시한 것이며, 도 3 내지 12는 일 실시예로서 본 발명으로 제작된 투명교정장치를 10단계로 단계적으로 사용한 후 최종적으로 치열교정이 된 모습을 도시한 것이다.1 shows a flow sheet showing a method of manufacturing a transparent orthodontic device according to the present invention, FIG. 2 shows the oral state before orthodontic treatment, and FIGS. 3 to 12 are an embodiment manufactured by the present invention The figure shows the final orthodontic treatment after using the transparent orthodontic device step by step in 10 steps.

도 3 내지 12에서 (a)는 치열 교정단계 모델의 상, 하악의 정면 형태, (b)는 치열교정단계 모델의 상, 하악의 측면 형태, (c)는 치열교정단계 모델의 상악을 밑에서 본 평면 형태를 나타낸 것이고, (d)는 치열교정단계 모델의 하악을 위에서 본 평면 형태, (e)는 교정 단계상 직전 단계의 치열교정단계 모델에 온도가변형-형상기억폴리머를 이용하여 제작한 상악 투명교정장치를 씌운 상태, (f)는 교정 단계상 직전 단계의 치열교정단계 모델에 온도가변형-형상기억폴리머를 이용하여 제작한 하악 투명교정장치를 씌운 상태, (g) (h)는 해당 치열교정치료 단계의 변형된 상악, 하악 투명교정장치를 각각 나타낸다.3 to 12, (a) is the frontal shape of the upper and lower jaws of the orthodontic stage model, (b) is the upper and lower jaw side forms of the orthodontic stage model, (c) is the upper jaw of the orthodontic stage model viewed from below The planar shape is shown, (d) is a planar view of the mandible of the orthodontic stage model from above, (e) is the orthodontic stage model immediately before the orthodontic stage, and the maxillary transparent made using a temperature-variable-shape memory polymer The state in which the orthodontic appliance is put on, (f) is the state in which the mandibular transparent orthodontic appliance manufactured using the temperature-variable-shape memory polymer is put on the orthodontic stage model of the previous stage in the orthodontic stage, (g) (h) is the corresponding orthodontic appliance The modified maxillary and mandibular transparent aligners in the treatment stage are shown, respectively.

이하, 온도가변형-형상기억폴리머를 이용하여 제작한 투명교정장치와 이를 제조하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a transparent orthodontic device manufactured using a temperature-variable-shape memory polymer and a method of manufacturing the same will be described.

먼저, 제1 실시예로서, (1) 치열 교정치료가 필요한 환자의 구강상태를 구강내 3D 스캐너로 스캐닝하여 STL(Standard Triangle Language) 파일 형식으로 추출한다(도 2).First, as a first embodiment, (1) the oral condition of a patient in need of orthodontic treatment is scanned with an intraoral 3D scanner and extracted in the STL (Standard Triangle Language) file format (FIG. 2).

(2) 치열 교정용 치아배열프로그램을 이용하여 가장 이상적인 치열 교정치료 후의 치아배열을 설정하고, 이 단계를 치아 이동량을 기준으로 최소 10단계부터 최대 15단계까지로 치아 이동 모양을 설정해준다. 도 3 내지 도 12의 경우 일 실시예로 10단계로 설정되어 있다.(2) The most ideal tooth arrangement after orthodontic treatment is set using the orthodontic tooth arrangement program, and the tooth movement shape is set from 10 steps to 15 steps based on the amount of tooth movement in this step. 3 to 12 , according to an embodiment, 10 steps are set.

(3) 위의 (2)에서 시행한 모든 단계의 치열 교정단계의 모델을 STL파일 형식으로 추출한다.(3) Extract the model of all orthodontic steps performed in (2) above in STL file format.

(4) 도 2의 환자의 교정 전 구강상태의 상, 하악 모델을 먼저 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작한 후, 도 3 내지 12의 각 단계 (c), (d)의 모델을 일반 광경화성 수지를 이용하여 순차적으로 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작한다. 여기서 일 실시예로 치아 모델을 일반 광경화성 수지를 이용하여 적층가공할 수 있으나, 3D 프린팅의 적층가공방식에 적용할 수 있는 재질은 제한 없이 사용할 수 있다.(4) First, the upper and lower jaw models of the patient's oral state before orthodontic treatment of FIG. 2 were produced by the additive manufacturing method of 3D printing, and then the models of each step (c) and (d) of FIGS. 3 to 12 were subjected to general photocurability. It is sequentially manufactured using the additive manufacturing method of 3D printing using resin. Here, in one embodiment, the tooth model may be laminated using a general photocurable resin, but materials applicable to the additive manufacturing method of 3D printing may be used without limitation.

(5) 3D 모델링 소프트웨어를 이용하여 각 치열 교정단계의 결과물(STL파일)인 치아 데이터에 따라 마우스피스타입으로 투명교정장치를 디자인한다.(5) Using 3D modeling software, design a transparent orthodontic device with a mouthpiece type according to the tooth data, which is the result (STL file) of each orthodontic stage.

(6) 이렇게 디자인된 마우스피스타입의 투명교정장치를 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머를 이용하여 유리전이온도 이하에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 직접 출력하여 제작한다.(6) The mouthpiece-type transparent orthodontic device designed in this way is manufactured by directly outputting it using the additive manufacturing method of 3D printing below the glass transition temperature using a photocurable temperature-variable-shape memory polymer.

(7) (6)에서 제작한 투명교정장치를 도 3의 경우 도 2의 환자의 교정 전 구강상태의 상악 또는 하악 모델에 착용시키고, 도 4 내지 12의 경우 (e), (f)의 형태와 같이 각 단계의 직전 단계 모델인 도 3 내지 11의 (c) 또는 (d)에 착용시켜 모양을 변형시킨다. 이 때 따뜻한 물에 집어넣어 온도가변형-형상기억폴리머의 유리전이온도 이상의 열 자극을 주면 투명교정장치가 연화되어 형상변형이 자유롭게 되고, 이 투명교정장치를 모델에 착용시킨 상태에서 냉각시켜 굳어지면 변형된 형상을 고정 유지한다.(7) In the case of FIG. 3, the transparent aligner manufactured in (6) is worn on the maxillary or mandibular model of the patient's oral state before orthodontic treatment of FIG. 3 to 11 (c) or (d), which is a model of the previous stage of each stage, as shown, to change the shape. At this time, if you put it in warm water and give it a thermal stimulus above the glass transition temperature of the temperature-variable-shape memory polymer, the transparent aligner softens and changes shape freely. maintain the fixed shape.

이에 대하여, 도 1의 플로우 시트에 따라 다시 설명하면, 도 3의 1단계의 이상적인 치열 교정단계 모델에 맞는 투명교정장치를 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머를 이용하여 유리전이온도 이하에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하여 1단계의 이상적인 치열 교정 형태를 기억시킨 후, 도 2의 환자의 교정 전 구강상태의 상악 또는 하악 모델에 유리전이온도 이상에서 착용시켜 냉각함으로써 굳어진 변형된 형상의 모양을 고정 유지한다. 이때 형성되는 투명교정장치는 도 3의 (g), (h)이다.In contrast, if described again according to the flow sheet of FIG. 1 , a transparent orthodontic device suitable for the ideal orthodontic stage model of the first stage of FIG. 3 is used for 3D printing at a temperature below the glass transition temperature using a photocurable temperature-variable-shape memory polymer. After manufacturing by additive manufacturing method and remembering the ideal orthodontic shape of step 1, it is worn on the maxilla or mandible model of the patient's oral condition before orthodontic treatment shown in FIG. keep The transparent aligner formed at this time is (g), (h) of Fig. 3 .

또한, 도 4의 2단계의 이상적인 치열 교정단계 모델에 맞는 투명고정장치를 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머를 이용하여 유리전이온도 이하에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하여 2단계의 이상적인 치열 교정 형태를 기억시킨 후, 도 3의 환자의 교정 1단계 모델인 (c) 또는 (d)에 유리전이온도 이상에서 착용시켜 냉각함으로써 굳어진 변형된 형상의 모양을 고정 유지시킨다. 이때 형성되는 투명교정장치는 도 4의 (g), (h)이다.In addition, a transparent fixation device suitable for the ideal orthodontic stage model of the 2nd stage of FIG. 4 was produced by the additive manufacturing method of 3D printing below the glass transition temperature using a photocurable temperature-variable-shape memory polymer, and the ideal orthodontic treatment of the 2nd stage After the shape is memorized, the shape of the hardened deformed shape is fixed and maintained by cooling it by wearing it at (c) or (d) above the glass transition temperature, which is the first-step model of correction of the patient of FIG. 3 . The transparent aligners formed at this time are (g) and (h) of Figure 4 .

계속하여 나머지 3단계(도 5) 내지 10단계(도 12)까지도 도 4와 동일한 과정을 반복하여 최종 10단계 한 셋트인 치과용 투명교정장치를 제작한다.Subsequently, the same process as in FIG. 4 is repeated until the remaining 3 steps (FIG. 5) to 10 steps (FIG. 12) to produce a final set of 10 transparent aligners for dental use.

(8) 이렇게 미리 변형된 마우스피스타입의 투명교정장치를 치열 교정치료 환자에게 제공하며, 이 환자는 각 단계별로 마우스피스타입의 투명교정장치를 착용 및 교환하여 10단계인 최종단계에서 치아 교정치료를 효과적으로 마치게 된다.(8) This pre-transformed mouthpiece-type transparent aligner is provided to orthodontic treatment patients, and the patient wears and exchanges the mouthpiece-type transparent aligner at each stage for orthodontic treatment in the final stage of 10 steps. will be completed effectively.

또한, 제2 실시예로서, 제1 실시예의 제조방법을 참작하여 환자가 쉽게 장치를 장착시킬 수 있도록 투명교정장치를 변형하기 위한 다른 실시예로 다음과 같은 단계를 거칠 수 있다.In addition, as a second embodiment, in consideration of the manufacturing method of the first embodiment, the following steps may be performed as another embodiment for modifying the transparent orthodontic device so that the patient can easily mount the device.

치열 교정치료가 필요한 환자의 구강상태를 3D 스캐너로 스캐닝하는 단계; 컴퓨터상에서 원하는 치료목적의 설정 및 상기 치료목적의 달성을 위하여 세분화한 투명교정장치를 3D 적층가공방식으로 제작하기 위한 전단계로서 원하는 치료목적을 지닌 치열상태를 컴퓨터상에서 설정 후 이 과정에 이르는 단계별 치료목적으로 세분화하는 단계; 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)를 이용하여 미리 설정된 최적의 치아 이동량을 기준으로 최종 치료목적까지의 단계를 세분하여 여러 단계의 한 셋트로 투명교정장치를 유리전이온도(50℃~70℃) 이하에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하는 단계; 각각의 투명교정장치를 광경화시켜 적층 가공물의 형상을 고정시키는 단계를 거쳐 치과용 투명교정장치를 제작한다.Scanning the oral condition of a patient in need of orthodontic treatment with a 3D scanner; This is a step-by-step treatment goal from setting the dental condition with the desired treatment purpose on the computer to this process as a pre-step for manufacturing the subdivided transparent orthodontic device by 3D additive manufacturing method to set the desired treatment purpose on the computer and to achieve the treatment purpose subdividing into; The transparent orthodontic device is installed at a glass transition temperature (50℃ ~70°C) or less, manufacturing by additive manufacturing method of 3D printing; A transparent orthodontic device for dentistry is manufactured through a step of photocuring each transparent orthodontic device to fix the shape of the laminated product.

여기서, 상기 단계별 치료목적과 동일한 형태를 갖는 투명교정장치를 환자가 쉽게 장착할 수 있도록 유리전이온도(50℃~70℃) 이상에서 그 투명교정장치를 연화시키고, 연화된 상태의 투명교정장치를 환자의 교정 대상 치아에 직접 착용시킨 후 유리전이온도(50℃~70℃) 이하인 환자의 구강내 체온 온도에서 지속적이고 약한 탄성력을 발휘하여 컴퓨터상에서 설계되고 3D 적층가공된 치료목적을 지닌 투명교정장치의 세분화한 원래 형상으로 회복되는 형상기억효과를 나타내어 구강내에서 교정력을 발휘하고 유지할 수 있어 환자는 각 단계별로 마우스피스타입의 투명교정장치를 착용 및 교환하여 10단계인 최종단계에서 치아 교정치료를 효과적으로 마치게 된다.Here, the transparent aligner is softened above the glass transition temperature (50° C. to 70° C.) so that the patient can easily mount the transparent aligner having the same shape as the step-by-step treatment purpose, and the softened transparent aligner A transparent orthodontic device designed on a computer and 3D laminated for the purpose of treatment by directly wearing it on the patient's orthodontic teeth and exhibiting continuous and weak elasticity at the temperature of the patient's oral body temperature below the glass transition temperature (50℃~70℃) Orthodontic treatment can be performed and maintained in the oral cavity by showing the shape memory effect of restoring to the original shape subdivided by the patient. effectively finished.

한편, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 있어 치아의 기울임과 회전력의 극대화를 위해 3D 모델링 소프트웨어 상에서 두께를 변화시켜 그 작용을 효율적으로 가중시키는 원리를 나타낸 것으로서, 잇몸(100)에 교정대상 치아(200)가 있는 상태에서 치열 교정단계 모델 또는 투명교정장치를 만들 때 두께가 두꺼운 부분(300, 500)과 상대적으로 두께가 얇은 부분(400)을 설계함으로써 두꺼운 부분(300)에서 얇은 부분(400)으로 힘의 방향이 진행되면서 두꺼운 부분(500)이 지렛대처럼 작용하여 치열 교정치료를 더욱 효율적으로 진행할 수 있다.On the other hand, Figure 13 shows the principle of effectively weighting the action by changing the thickness on the 3D modeling software for maximizing the tilting and rotational force of the teeth in one embodiment of the present invention, When making an orthodontic stage model or a transparent orthodontic device in the presence of 200, by designing the thick parts 300 and 500 and the relatively thin part 400 in the thick part 300, the thin part 400 ) as the direction of the force progresses, the thick portion 500 acts like a lever, so that orthodontic treatment can be performed more efficiently.

도 14는 일 실시예로 본 발명에 있어 마우스피스타입의 투명교정장치는 치아의 특정 면에서 교정력의 추가 확보를 위하여 치아면에 추가 치열교정장치를 부착할 수 있게 특정 부위에 창(window)(550)을 뚫어 모양을 변형시킨 것을 나타낸다.14 is an embodiment of the present invention, in which the mouthpiece-type transparent orthodontic device has a window (window ( 550) to indicate that the shape was modified.

그리고 도 15는 일 실시예로 상악 투명교정장치(600)를 나타낸 것으로서, 치열 교정치료를 위한 치아 이동에 있어서 치아 사이에 큰 공간(spacing)이 존재하는 환자군에서는 치아를 효율적으로 이동시키기 힘들다.And FIG. 15 shows the maxillary transparent orthodontic device 600 as an embodiment, and in the movement of teeth for orthodontic treatment, it is difficult to efficiently move teeth in a patient group having a large space between teeth.

본 발명에서는 교정 전 발치(extraction)가 필요한 환자군에서도 마우스피스타입의 투명교정장치를 사용할 수 있도록 부수적인 장치를 추가하는 것으로서, 이 장치는 고정막대(700)라고 불리는 것으로, 상악(maxilla)의 경구개(hard palate) 에 임플란트(800)를 삽입 후 여기에 연결되는 고정막대(700)가 존재한다. 여기서, 다른 실시예로서 필요에 따라 하악(mandible)의 치밀골부위(compact bone)에도 고정막대(700)를 설치할 수 있다.In the present invention, an additional device is added so that a mouthpiece-type transparent aligner can be used even in a group of patients requiring extraction prior to orthodontic treatment. After inserting the implant 800 into (hard palate), there is a fixing rod 700 connected thereto. Here, as another embodiment, if necessary, the fixing rod 700 may be installed in the compact bone of the mandible.

그리고 본 발명의 상악 투명교정장치(600)에는 이 고정막대(700)가 고정될 수 있는 결합구 구멍(900)이 존재하여 발치(extraction) 후의 공간(extraction space)이 있는 경우도 본 발명의 마우스피스타입의 투명교정장치를 사용할 수 있다. 또한 이 고정막대(700)와 상악 투명교정장치(600)는 결합구 구멍(900)에 의해 서로 쉽게 탈착이 가능한 형태로 되어 있다.In addition, in the case of the upper transparent orthodontic device 600 of the present invention, there is a coupler hole 900 to which the fixing rod 700 can be fixed, so that there is a space after extraction (extraction) of the mouse of the present invention. A piece-type transparent aligner can be used. In addition, the fixing bar 700 and the upper transparent orthodontic device 600 are in a form that can be easily detached from each other by the coupling hole 900 .

이는 식사할 때에는 투명교정장치를 빼야 하기 때문으로 투명교정장치의 특정 부분에 결합구 구멍(900)을 파서 고정막대를 조립이 가능하도록 한다.This is because the transparent aligner must be removed when eating, so that the coupling hole 900 is dug in a specific part of the transparent aligner to assemble the fixing bar.

교정치료 시에 치아 2개 정도를 빼야 하는 환자는 넓은 공간이 생겨 조금씩 움직이므로, 발치 시라도 양쪽에 기구를 놔두고 고무줄을 당기면 전치부 치아는 후방으로 이동해 오지만 마우스피스타입의 투명교정장치 자체에 힘을 집중하는 구치부 치아는 고정되어야 하므로 이 고정막대(700)가 필요하다.A patient who needs to remove two teeth during orthodontic treatment has a large space and moves little by little. Since the posterior teeth to be focused on must be fixed, this fixing rod 700 is required.

이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 사람에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위의 청구항과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.Above, specific parts of the present invention have been described in detail, for those of ordinary skill in the art, these specific descriptions are only preferred embodiments, and it is clear that the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

100 : 잇몸(치은) 200 : 교정대상 치아
300 : 두꺼운 부분 400 : 얇은 부분
500 : 두꺼운 부분 550 : 창(window)
600 : 상악 투명교정장치 700 : 고정막대
800 : 임플란트 900 : 결합구 구멍100: gums (gingiva) 200: teeth to be corrected
300: thick part 400: thin part
500: thick part 550: window
600: maxillary transparent aligner 700: fixed bar
800: implant 900: coupler hole

Claims (9)

부정교합 치열을 교정하기 위한 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치의 제조방법에 있어서, 치열 교정치료가 필요한 환자의 구강상태를 3D 스캐너로 스캐닝하는 단계; 상기 투명교정장치를 환자에게 적용할 때 통증을 느끼지 않도록 투명교정장치의 모양을 미리 변형하기 위해 환자의 교정 전 구강상태의 모델 및 치아 이동량을 기준으로 치아 이동 모양을 설정하여 여러 단계의 한 셋트로 구성된 모델을 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하는 단계; 각각의 모델을 경화시켜 적층 가공물의 형상을 고정시키는 단계; 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)를 이용하고 치아 이동량을 기준으로 치아 이동 모양을 설정하여 여러 단계의 한 셋트로 환자에게 가장 적합한 각 단계의 교정 후의 이상적인 치열 형태와 동일한 모양을 갖는 투명교정장치를 유리전이온도 이하에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하는 단계; 상기 이상적인 치열 형태와 동일한 모양을 갖는 투명교정장치를 유리전이온도 이상에서 환자의 교정 전 구강상태의 모델 또는 교정 단계상 직전 단계의 모델에 착용시킨 후 유리전이온도 이하로 온도를 낮추어 투명교정장치를 환자의 교정 전 구강상태의 치열 형태 또는 교정 단계상 직전 단계의 교정된 결과의 치열 형태와 동일한 형상으로 변형 후 고정시키는 단계; 변형 후 모델에 착용시킨 상태에서 냉각시켜 굳어진 변형된 형상을 고정 유지하는 단계를 포함하며, 상기 여러 단계의 한 셋트는 최소 10단계에서 최대 15단계까지 중 어느 하나이고, 상기 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)는 가장 효율적인 형상기억효과를 발휘하는 유리전이온도인 50℃ 내지 70℃보다 낮은 구강내 체온 온도인 36.5℃에서도 지속적이고 약한 탄성력을 발휘하며 기억된 원래 형상으로 회복되는 형상기억효과를 나타내며, 상기 투명교정장치에 대한 3D 프린팅의 적층가공방식은 SLA(Stereo Lithography Apparatus, 광경화성 수지 조형) 및 DLP(Digital Light Processing) 방식 중 어느 하나이고, 상기 투명교정장치의 형상은 상악 또는 하악의 치아들 중 특정 치아군 또는 전체 치아를 씌워서 아우를 수 있는 소정의 폭과 소정의 길이를 갖는 마우스피스타입으로 형성되며, 상기 투명교정장치의 특정 부위에 창(window)을 뚫어 치아면에 추가 치열교정장치를 부착할 수 있게 모양을 변형시키고, 상악(maxilla)의 경구개(hard palate) 또는 하악(mandible)의 치밀골부위(compact bone)에 임플란트(implant)를 삽입 후 여기에 연결되는 고정막대(anchor bar)가 부가적으로 설치되고, 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치에는 상기 고정막대(anchor bar)가 고정될 수 있는 결합구 구멍(hole)이 존재하며, 상기 투명교정장치와 고정막대(anchor bar)는 탈착이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 치과용 투명교정장치의 제조방법.
A method of manufacturing a transparent orthodontic device, which is a removable appliance for correcting malocclusion dentition, comprising: scanning an oral condition of a patient in need of orthodontic treatment with a 3D scanner; In order to change the shape of the transparent aligner in advance so that no pain is felt when the transparent aligner is applied to the patient, the shape of the tooth movement is set based on the model of the patient's oral condition before orthodontic treatment and the amount of tooth movement as a set of several steps. manufacturing the constructed model by additive manufacturing method of 3D printing; curing each model to fix the shape of the additive product; Using a photocurable, temperature-changing, shape-memory polymer, and setting the shape of tooth movement based on the amount of tooth movement, it is a set of several steps that has the same shape as the ideal tooth shape after each step of orthodontic treatment that is most suitable for the patient. manufacturing a transparent orthodontic device by an additive manufacturing method of 3D printing at or below the glass transition temperature; A transparent orthodontic device having the same shape as the ideal dental shape is worn on a model of the patient's oral condition before orthodontic treatment above the glass transition temperature or on a model immediately preceding the orthodontic phase, and then the temperature is lowered below the glass transition temperature to obtain a transparent orthodontic device. The step of fixing after deforming into the same shape as the dental shape of the oral state before orthodontic treatment of the patient or the shape of the teeth of the corrected result of the previous step in the orthodontic phase; Including the step of fixing and maintaining the hardened deformed shape by cooling while being worn on the model after deformation, wherein one set of the various steps is any one of a minimum of 10 steps to a maximum of 15 steps, and the photocurable temperature variable-shape Memory polymer (thermoplastic shapememory polymer) exhibits persistent and weak elasticity even at 36.5°C, the body temperature of the oral cavity, lower than the glass transition temperature of 50°C to 70°C, which exhibits the most efficient shape memory effect, and the shape that recovers to the original shape It shows a memory effect, and the additive manufacturing method of 3D printing for the transparent aligner is any one of SLA (Stereo Lithography Apparatus) and DLP (Digital Light Processing), and the shape of the transparent aligner is the upper jaw. Or it is formed in a mouthpiece type having a predetermined width and a predetermined length that can cover a specific group of teeth or all teeth among the teeth of the mandible, and a window is drilled in a specific portion of the transparent orthodontic device to cover the tooth surface. The shape is modified so that an additional orthodontic appliance can be attached to it, and the implant is inserted into the hard palate of the maxilla or the compact bone of the mandible, and then the fixation connected thereto. An anchor bar is additionally installed, and the transparent orthodontic appliance, which is a removable appliance, has a hole in which the anchor bar can be fixed, the transparent orthodontic appliance. A method of manufacturing a transparent orthodontic device for dentistry, characterized in that the device and the anchor bar are detachable.
 부정교합 치열을 교정하기 위한 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치의 제조방법에 있어서, 치열 교정치료가 필요한 환자의 구강상태를 3D 스캐너로 스캐닝하는 단계; 컴퓨터상에서 원하는 치료목적의 설정 및 상기 치료목적의 달성을 위하여 세분화한 투명교정장치를 3D 적층가공방식으로 제작하기 위한 전단계로서 원하는 치료목적을 지닌 치열상태를 컴퓨터상에서 설정 후 이 과정에 이르는 단계별 치료목적으로 세분화하는 단계; 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)를 이용하여 미리 설정된 최적의 치아 이동량을 기준으로 최종 치료목적까지의 단계별로 세분하여 여러 단계의 한 셋트로 투명교정장치를 유리전이온도 이하에서 3D 프린팅의 적층가공방식으로 제작하는 단계; 각각의 투명교정장치를 광경화시켜 적층 가공물의 형상을 고정시키는 단계를 포함하며, 상기 여러 단계의 한 셋트는 최소 10단계에서 최대 15단계까지 중 어느 하나이고, 상기 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)는 가장 효율적인 형상기억효과를 발휘하는 유리전이온도 50℃ 내지 70℃보다 낮은 구강내 체온 온도인 36.5℃에서도 지속적이고 약한 탄성력을 발휘하며 기억된 원래 형상으로 회복되는 형상기억효과를 나타내며, 상기 투명교정장치에 대한 3D 프린팅의 적층가공방식은 SLA(Stereo Lithography Apparatus, 광경화성 수지 조형) 및 DLP(Digital Light Processing) 방식 중 어느 하나이고, 상기 투명교정장치의 형상은 상악 또는 하악의 치아들 중 특정 치아군 또는 전체 치아를 씌워서 아우를 수 있는 소정의 폭과 소정의 길이를 갖는 마우스피스타입으로 형성되며, 상기 투명교정장치의 특정 부위에 창(window)을 뚫어 치아면에 추가 치열교정장치를 부착할 수 있게 모양을 변형시키고, 상악(maxilla)의 경구개(hard palate) 또는 하악(mandible)의 치밀골부위(compact bone)에 임플란트(implant)를 삽입 후 여기에 연결되는 고정막대(anchor bar)가 부가적으로 설치되고, 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치에는 상기 고정막대(anchor bar)가 고정될 수 있는 결합구 구멍(hole)이 존재하며, 상기 투명교정장치와 고정막대(anchor bar)는 탈착이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 치과용 투명교정장치의 제조방법.
A method of manufacturing a transparent orthodontic device, which is a removable appliance for correcting malocclusion dentition, comprising: scanning an oral condition of a patient in need of orthodontic treatment with a 3D scanner; This is a step-by-step treatment goal from setting the desired treatment goal on the computer to this process after setting the dental condition with the desired treatment goal on the computer as a pre-step to produce a subdivided transparent orthodontic device in 3D additive manufacturing method to achieve the treatment goal. subdividing into; Using a photo-curable, temperature-variable-shape memory polymer, the transparent orthodontic device is 3D under the glass transition temperature below the glass transition temperature by subdividing it into stages up to the final treatment goal based on the preset optimal amount of tooth movement. manufacturing by an additive manufacturing method of printing; A step of fixing the shape of the laminated workpiece by photocuring each of the transparent aligners, wherein one set of the various steps is any one of a minimum of 10 steps to a maximum of 15 steps, and the photocurable temperature-variable-shape memory polymer (thermoplastic shapememory polymer) exhibits continuous and weak elasticity even at 36.5°C, which is an oral body temperature lower than the glass transition temperature of 50°C to 70°C, which exhibits the most efficient shape memory effect, and has a shape memory effect that restores the original shape The additive manufacturing method of 3D printing for the transparent orthodontic device is any one of SLA (Stereo Lithography Apparatus, photocurable resin molding) and DLP (Digital Light Processing) method, and the shape of the transparent orthodontic device is of the maxilla or mandible. It is formed in a mouthpiece type having a predetermined width and a predetermined length that can cover a specific group of teeth or all teeth among the teeth, and additional dentition on the tooth surface by drilling a window in a specific portion of the transparent orthodontic device The shape is modified so that the orthodontic device can be attached, and the implant is inserted into the hard palate of the maxilla or the compact bone of the mandible and then the anchor connected thereto. bar) is additionally installed, and the transparent orthodontic appliance, which is a removable appliance, has a hole in which the anchor bar can be fixed, and is fixed with the transparent orthodontic appliance. A method of manufacturing a transparent orthodontic device for dental use, characterized in that the bar (anchor bar) is detachable.
 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 투명교정장치는 특정 치아의 부위에 치아의 기울임과 회전력을 극대화하기 위해서 힘의 작용점을 변화시킬 수 있는 부분을 갖도록 3D 모델링 소프트웨어상에서 투명교정장치의 원하는 부분의 두께만을 조절하여 치아 이동의 효율성과 안정성을 극대화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 치과용 투명교정장치의 제조방법.
3. The method of claim 1 or 2,
The transparent orthodontic device adjusts only the thickness of the desired part of the transparent orthodontic device on the 3D modeling software so as to have a part that can change the point of force in order to maximize the tilting and rotational force of the tooth in a specific tooth area, thereby improving the efficiency of tooth movement and improving the efficiency of tooth movement. A method of manufacturing a transparent orthodontic appliance for dentistry, characterized in that it can maximize stability.
 삭제delete 제1항 또는 제2항의 치과용 투명교정장치의 제조방법에 의해 제작되는 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치로서, 원래 형상은 환자에게 가장 적합한 각 단계의 이상적인 치열 이동 형태와 동일한 형상으로 기억되어 있으며, 상기 투명교정장치를 환자에게 적용할 때 통증을 느끼지 않도록 투명교정장치의 모양이 변형된 형상은 교정 전의 치열 형태 또는 교정 단계상 직전 단계의 교정된 결과의 치열 형태와 동일한 단계별로 세분화된 원하는 치료목적과 동일하고, 상기 투명교정장치가 이용하는 광경화성인 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)는 가장 효율적인 형상기억효과를 발휘하는 유리전이온도인 50℃ 내지 70℃보다 낮은 구강내 체온 온도인 36.5℃에서 지속적이고 약한 탄성력을 발휘하며 기억된 원래 형상으로 회복되는 형상기억효과를 나타내는 것이고, 상기 투명교정장치는 SLA(Stereo Lithography Apparatus, 광경화성 수지 조형) 및 DLP(Digital Light Processing) 방식 중 어느 하나의 3D 프린팅 적층가공방식으로 제작된 것이며, 여러 단계의 한 셋트는 최소 10단계에서 최대 15단계까지 중 어느 하나이고, 상기 투명교정장치의 형상은 상악 또는 하악의 치아들 중 특정 치아군 또는 전체 치아를 씌워서 아우를 수 있는 소정의 폭과 소정의 길이를 갖는 마우스피스타입으로 형성되며, 상기 투명교정장치의 특정 부위에 3D 모델링 소프트웨어상에서 창(window)을 뚫어 치아면에 추가 치열교정장치를 부착할 수 있게 모양을 변형시키며, 상악(maxilla)의 경구개(hard palate) 또는 하악(mandible)의 치밀골부위(compact bone)에 임플란트(implant)를 삽입 후 여기에 연결되는 고정막대(anchor bar)가 부가적으로 설치되고, 가철식 교정장치(removable appliance)인 투명교정장치에는 상기 고정막대(anchor bar)가 고정될 수 있는 결합구 구멍(hole)이 존재하며, 상기 투명교정장치와 고정막대(anchor bar)는 탈착이 가능한 것을 포함하는 치과용 투명교정장치.
A transparent orthodontic appliance which is a removable appliance manufactured by the manufacturing method of claim 1 or 2, and the original shape is the same as the ideal tooth movement shape for each stage most suitable for the patient. The shape in which the shape of the transparent orthodontic device is deformed so that no pain is felt when the transparent orthodontic device is applied to the patient is performed in the same stage as the shape of the dentition before orthodontic treatment or the shape of the dentition of the corrected result of the previous stage during the orthodontic stage. The same as the subdivided desired treatment purpose, and the photocurable, photocurable shape memory polymer used by the transparent aligner is lower than the glass transition temperature of 50°C to 70°C that exhibits the most efficient shape memory effect. It exhibits a shape memory effect that exhibits continuous and weak elasticity at the body temperature of 36.5° C. and recovers to the memorized original shape. It is manufactured by the 3D printing additive manufacturing method of any one of the methods, and a set of several steps is any one of from a minimum of 10 steps to a maximum of 15 steps, and the shape of the transparent orthodontic device is a specific tooth among maxillary or mandibular teeth. It is formed in a mouthpiece type having a predetermined width and a predetermined length that can cover group or all teeth, and additional orthodontic correction is made on the tooth surface by drilling a window on the 3D modeling software in a specific area of the transparent orthodontic device. The shape is modified so that the device can be attached, and the implant is inserted into the hard palate of the maxilla or the compact bone of the mandible and then the anchor bar connected to it. ) is additionally installed, and the anchor bar may be fixed to the transparent orthodontic appliance, which is a removable appliance. There is a coupler hole (hole), and the transparent orthodontic device and the fixed bar (anchor bar) is a dental transparent orthodontic device comprising a detachable.
 삭제delete 제6항에 있어서,
상기 투명교정장치는 특정 치아의 부위에 치아의 기울임과 회전력을 극대화하기 위해서 힘의 작용점을 변화시킬 수 있는 부분을 갖도록 3D 모델링 소프트웨어상에서 투명교정장치의 원하는 부분의 두께만을 조절하여 치아 이동의 효율성과 안정성을 극대화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 치과용 투명교정장치.7. The method of claim 6,
The transparent orthodontic device adjusts only the thickness of the desired part of the transparent orthodontic device on the 3D modeling software so as to have a part that can change the point of force in order to maximize the tilting and rotational force of the tooth in a specific tooth area, thereby improving the efficiency of tooth movement and improving the efficiency of tooth movement. A transparent orthodontic appliance for dentistry, characterized in that it can maximize stability. 삭제delete
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KR102455244B1 (en) * 2022-04-28 2022-10-20 주식회사 올소비트 Thermal deformation orthodontic appliance and manufacturing method it

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