KR102400305B1 - 세라믹 인공치아용 3d 프린팅 조성물 - Google Patents

세라믹 인공치아용 3d 프린팅 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR102400305B1
KR102400305B1 KR1020210129724A KR20210129724A KR102400305B1 KR 102400305 B1 KR102400305 B1 KR 102400305B1 KR 1020210129724 A KR1020210129724 A KR 1020210129724A KR 20210129724 A KR20210129724 A KR 20210129724A KR 102400305 B1 KR102400305 B1 KR 102400305B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ceramic
artificial teeth
printing composition
molding
present
Prior art date
Application number
KR1020210129724A
Other languages
English (en)
Inventor
최형일
김도현
오진호
남궁희
진혜영
Original Assignee
주식회사 엠오피(M.O.P Co., Ltd.)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엠오피(M.O.P Co., Ltd.) filed Critical 주식회사 엠오피(M.O.P Co., Ltd.)
Priority to KR1020210129724A priority Critical patent/KR102400305B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102400305B1 publication Critical patent/KR102400305B1/ko
Priority to PCT/KR2022/014510 priority patent/WO2023055046A1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
    • A61K6/802—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising ceramics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C13/00—Dental prostheses; Making same
    • A61C13/08—Artificial teeth; Making same
    • A61C13/083—Porcelain or ceramic teeth
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/15—Compositions characterised by their physical properties
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/60—Preparations for dentistry comprising organic or organo-metallic additives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/70—Preparations for dentistry comprising inorganic additives
    • A61K6/78—Pigments
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Plastic & Reconstructive Surgery (AREA)

Abstract

본 발명은 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 70 내지 90wt% 함량의 세라믹 안료; 및 10 내지 30wt% 함량의 광경화성 레진을 포함하고, 385nm 내지 410nm 의 광에 의해 광경화되어 제1 성형물을 형성하고, 열처리 공정을 통해 상기 광경화성 레진이 모두 소멸되어 순수 세라믹 재질의 제2 성형물을 형성하도록 구성되고, 상기 제2 성형물은 3D 설계 데이터 대비 70μm 이내의 수치 오차를 갖는다.

Description

세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물{COMPOSITION OF 3D PRINTING FOR CERAMIC DENTAL IMPLANT}
본 발명은 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광경화 3D 프린팅에 적용되는 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물에 관한 것이다.
광경화 3D 프린팅은 입체 구조물을 적층하여 성형하는 적층 제조방법의 하나로서, 광경화 소재에 광을 조사하여 경화시킴으로써 구조물의 단면들을 적층한다.
일반적으로, 광경화 3D 프린팅 소재로는 자외선(UV)에 경화되는 광경화성 레진이 사용되며, 최종 성형되는 구조물은 플라스틱과 같은 고분자 소재로 이루어진다. 광경화 3D 프린팅은 소재의 광 중합 경화반응을 이용하여 입체 구조물을 성형하는 기술이므로, 광경화 특성이 없는 금속 또는 세라믹 소재는 광경화 3D 프린팅에 적용되는 데에 제한이 있다. 이에, 금속 또는 세라믹 소재를 광경화 3D 프린팅에 적용하고자 하는 많은 연구가 진행 중에 있다.
최근에는, 광경화성 레진에 세라믹 또는 금속 안료를 첨가하여 광경화 3D 프린팅 기술로 세라믹 또는 금속 재질의 구조물을 출력하고자 하는 기술이 연구되고 있다. 그러나, 이러한 기술은 구조물을 성형한 후, 폴리머 성분을 제거하는 열처리 공정에서 구조물에 균열 또는 결함이 발생할 수 있으며, 구조물의 부피가 불균일하게 수축됨에 따라 구조물의 정밀도가 저하되는 문제가 존재한다.
특히, 고정밀 성형이 요구되고, 세라믹과 같은 고강도 소재로 구조물 성형이 필요한 인공치아 제조공정에서는 상술한 정밀도 저하 문제는 3D 프린팅 기술의 상용화를 가로막는 걸림돌로 작용한다.
이에, 폴리머가 아닌 세라믹 또는 금속 재질의 구조물을 정밀하게 출력하기 위한 광경화 3D 프린팅용 소재 개발이 요구되고 있다.
한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
한국등록특허 제10-2063729호 “표면 처리된 안료를 이용한 광경화 방식의 3ｄ 프린팅용 세라믹 슬러리 조성물”
본 발명의 일 실시예는 세라믹 인공치아 제조에 적합한 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물을 제공하는 것에 목적이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 고정밀 성형을 구현할 수 있는 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물을 제공하는 것에 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따르면 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 70 내지 90wt% 함량의 세라믹 안료; 및 10 내지 30wt% 함량의 광경화성 레진을 포함하고, 385nm 내지 410nm의 광에 의해 광경화되어 제1 성형물을 형성하고, 열처리 공정을 통해 상기 광경화성 레진이 모두 소멸되어 순수 세라믹 재질의 제2 성형물을 형성하도록 구성되고, 상기 제2 성형물은 3D 설계 데이터 대비 70μm 이내의 수치 오차를 갖는다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상기 광경화성 레진은 광경화성 모노머, 분자량 150 내지 500의 올리고머; 및 광 개시제를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 25℃에서 300 내지 25,000cP의 점도를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 제1 성형물은 KS L ISO 14704 방법에 의한 압축 강도가 5 내지 10MPa일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 제2 성형물은 KS L ISO 14704 방법에 의한 압축 강도가 350 내지 950MPa일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 철(Fe), 마그네슘(Mg), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 세륨(Ce), 에르븀(Er), 프라세오디륨(Pr), 코발트(Co) 중 적어도 하나를 포함하는 착색 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 CIELAB 색 공간 상에서 50 내지 90의 L* 및 -5 내지 20의 b*값을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 제2 성형물은 CIELAB 색 공간 상에서 20 내지 90의 L*, -5 내지 20의 a*, -5 내지 30의 b* 값을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 상기 제2 성형물이 보철물인 경우, 3D 설계 데이터 대비 변연부(Margin Area)의 수치 오차가 70μm 이하이고, 교합부(Occlusal Area)의 수치 오차가 70μm이하이고, 축부(Axial Area)의 수치 오차가 70μm 이하일 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 다른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 70wt% 이상의 고함량 세라믹 안료를 포함하면서도 3D 설계 데이터 대비 70μm 이내의 수치 오차를 가지므로, 고정밀 성형이 요구되는 인공치아 제조에 용이하게 적용될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 CIELAB 색 공간 상에서 50 내지 90의 L* 및 -5 내지 20의 b*값을 가지므로, 세라믹 안료의 고함량에도 불구하고, 우수한 수치 정밀도를 제공할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물을 이용한 성형물 제조과정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 우수한 출력 정밀도를 설명하기 위한 보철물의 사시도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 우수한 수치 정밀도를 설명히기 위한 사진들이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재 또는 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 광경화 3D 프린팅을 통해 입에 구조물 성형이 가능한 3D 프린팅 조성물일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 광경화 3D 프린터를 통해 제1 성형물로 성형되고, 제1 성형물을 열처리함으로써, 폴리머 성분이 완전하게 제거된 제2 성형물로 성형되도록 구성된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 세라믹 재질의 인공치아 제조에 적합하며, 예를 들어, 세라믹 재질의 매식체(Fixture), 지대주(Abutment) 또는 보철물(Prosthesis)을 제조하기 위한 소재일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 세라믹 안료 및 광경화성 레진을 포함한다.
세라믹 안료는 성형하고자 하는 구조물의 요구 특성에 따라 다양한 세라믹 재료들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 지르코늄 옥사이드(ZrO2) 티타늄 옥사이드(TiO2), 실리콘 옥사이드(SiO2), 이트륨 옥사이드(Y2O3), 아연 옥사이드(ZnO), 리튬 코발트 옥사이드(LiCoO2), 인듐-주석 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 등과 같은 옥사이드 세라믹, 실리콘 카바이드(SiC), 텅스텐 카바이드(WC), 칼슘 카바이드 (CaCO3) 등과 같은 카바이드 세라믹,실리콘 나이트라이드(Si3N4), 알루미늄 나이트라이드(AlN) 등과 같은 나이트라이드 세라믹, 또는 인산칼슘(Ca3(PO4)2), 하이드록시아파타이트(Hydroxyapatite; HA)), 제올라이트(Zeolite) 등과 같은 비산화물 세라믹이 사용될 수 있다.
세라믹 안료의 평균 입자 직경은 0.1 내지 5mm 일 수 있다. 만약, 세라믹 안료의 평균 입자 직경이 0.1mm 미만인 경우, 세라믹 안료를 고농도로 광경화성 레진에 분산시킬 수 없으며, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 점도가 높아져 균일한 두께의 단면들이 형성되지 못하게 되어 성형 정밀도가 저하될 수 있다. 한편, 세라믹 안료의 평균 입자 직경이 5mm 초과인 경우, 세라믹 안료가 광경화성 레진에서 부유되지 못하고, 침전되는 문제가 발생되며, 세라믹 안료의 분산 안정성이 떨어져, 광경화로 형성된 제1 성형물의 단면별로 세라믹 함량이 상이해질 수 있다.
상술한 세라믹 안료는 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 총 중량 대비 70 내지 90wt%로 함유될 수 있다. 만약, 세라믹 안료의 함량이 70wt% 미만인 경우, 세라믹 안료의 함량이 충분하지 못하여, 광경화를 통해 제1 성형물을 제조한 후, 열처리 과정을 통해 제2 성형물을 제조하는 과정에서 세라믹 입자들 사이의 거리가 충분히 가깝지 못하게 되며, 이로 인해 결함 또는 균열이 발생되어 고품질의 세라믹 인공치아가 제조되지 못할 수 있다. 또한, 세라믹 안료의 함량이 90wt%를 초과하는 경우, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 점도가 높아지게 되며, 균일한 두께의 단면들이 형성되지 못하게 되어 성형 정밀도가 저하될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 착색 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 프라세오디륨(Pr), 에르븀(Er), 세륨(Ce), 네오디뮴(Nd), 철(Fe), 이트륨(Y), 마그네슘(Mg), 코발트(Co) 등을 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
광경화성 레진은 광에 의해 중합반응을 일으키는 레진으로서, 올리고머, 광경화성 모노머 및 광 개시제를 포함한다.
올리고머는 광중합 반응에 의해 고분자 사슬을 형성하는 물질로서, 광중합 반응을 일으키는 유기 관능기를 적어도 하나 이상 포함하고, 150 내지 500 g/mol의 분자량을 갖는다. 예를 들어, 폴리에스테르 아크릴레이트(Polyester acrylate), 에폭시 아크릴레이트(Epoxy acrylate), 우레탄 아크릴레이트(Urethane acrylate), 폴리아릴레이트(Polyacrlate), 실리콘 아크릴레이트(Silicon arcylate), 불포화 폴리에스테르(Unsaturated polyester), 에폭시(Epoxy) 등과 같은 고분자를 1종 또는 그 이상 포함할 수 있다.
광경화성 모노머는 올리고머의 광중합 반응을 가교하는 희석제로서, 아크릴레이트 기를 1개 이상 포함하는 유기물로 구성될 수 있다. 예를 들어, 이소보르닐아크릴레이트(Isobornylacrylate; IBA), 트리메틸올프로판-포멀-모노-아크릴레이트(Trimethylolpropane-formal-mono-acrylate), 페녹시에틸 아크릴레이트(Phenoxyethylacrylate, POEA), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(Tripropyleneglycoldiacrylate; TPGDA), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(Dipropyleneglycoldiacrylate; DPGDA), 헥산디올 디아크릴레이트(Hexandioldiacrylate; HDDA), 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트(Neopentylglycoldiacrylate; NPGDA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(Trimethylolpropanetriacrylate; TMPTA), 에톡시레이티드/프로폭실레이티드 글리세롤트리아크릴레이트 (Ethoxylated/propoxylated glyceroletriacrylate), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(Pentaerythritoltriacrylate; PETIA), 디펜타에리스리톨 펜타/헥사아크릴레이트(Dipentaerythritolpenta/hexaacrylate), 하이드록시 프로필-메타크릴레이트(Hydroxypropyl-Methacrylates), 디사이클로펜타닐-옥시-에틸-메타크릴레이트(Dicyclopentenyl-oxy-ethyl- Methacrylates) 등이 사용될 수 있다.
광 개시제는 광에 의해 라디칼 또는 양이온을 생성하여 광중합을 개시하는 물질로서, 벤조페논(Benzophenoes), 알파-하이드록시 케톤(a-Hydroxy ketoens; a-HK), 벤질-디알킬케탈(Benzil-dialkylketal; BDK), 알파-아미노 케톤(a-Amino ketones), 페닐 글리옥실레이트(Phenyl glyxoylates; PG), 티옥산톤(Thioxanthones; ITX), 아크릴포스핀 옥사이드(Acrylphosphine oxides; APO), 디페닐 (2,4,6- 트리메틸 벤조일) 포스핀 옥사이드(diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide; TPO) 등이 사용될 수 있다.
상술한 올리고머, 광경화성 모노머 및 광 개시제를 포함하는 광경화성 레진은 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 전체 중량 대비 10 내지 30wt%의 함량으로 포함될 수 있다. 만약, 광경화성 레진의 함량이 10wt% 미만인 경우, 광경화가 재대로 이루어지지 못하여 1차 조형물이 성형되지 못할 수 있으며, 광경화성 레진의 함량이 30wt%를 초과하는 경우, 세라믹 안료의 함량이 상대적으로 감소되어 상술한 바와 같이, 고품질의 세라믹 인공치아가 제조되지 못할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 25℃ 상온에서 300 내지 25,000cP의 점도를 갖는다. 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 점도는 세라믹 안료의 종류, 평균 입자 직경, 함량, 광경화성 레진의 구성 물질 및 함량 등에 의해 결정되며, 점도가 300cP 미만인 경우, 충분한 함량의 세라믹 안료를 포함하지 못한 것일 수 있다. 이 경우, 고품질의 세라믹 인공치아를 성형하지 못할 수 있다. 또한, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 점도가 25,000cP를 초과하는 경우, 상술한 바와 같이, 광경화 3D 프린팅 과정에서 균일한 두께의 단면들이 제조되지 못할 수 있으며, 이로 인해, 성형 정밀도가 떨어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 2.5 내지 3.5g/mL의 비중을 갖는다. 상술한 비중은 함유된 세라믹 안료의 종류, 평균 입자 직경, 함량, 광경화성 레진의 구성 물질 및 함량 등에 의해 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 특정 파장의 광에 의해 광 경화되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 385 내지 410nm 파장대의 자외선 광에 광 경화될 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 특정 부분에만 광이 선택적으로 조사되는 경우, 광이 조사된 부분만 선택적으로 광 경화될 수 있으며, 이를 통해 입체 구조물로 성형될 수 있다. 이하, 도 1a 내지 도 1e를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물을 사용한 세라믹 인공치아 제조방법을 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물을 이용한 성형물 제조과정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 광경화 방식의 3D 프린터를 통해 세라믹 인공치아로 성형될 수 있다.
광경화 방식의 3D 프린터는 광이 상부에서 하부로 조사되는 탑-다운(Top-down) 방식과 광이 하부에서 상부로 조사되는 바텀-업(Bottom-up) 방식으로 분류될 수 있다. 이하에서는 광이 상부에서 하부로 조사되는 탑-다운 방식을 중심으로 세라믹 인공치아 제조방법이 설명되지만, 본 발명의 일 실시예에 다른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 바텀-업 방식의 광경화 3D 프린터에도 적용될 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물(M)이 재료 공급부(130)를 통해 보조 스테이지(124) 상에 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물(M)은 25℃에서 300 내지 25,000cP의 점도를 가지므로, 보조 스테이지(124) 상에서 흘러내리지 않고, 적절한 두께로 제공될 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 보조 스테이지(124) 상에 제공된 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물(M)은 블레이드(140)를 통해 스테이지(122) 상에 제공된다. 이 경우, 블레이드(140)와 스테이지(122) 사이의 이격 거리에 대응되는 두께로 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물(M)이 레이어 형태로 제공된다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 다른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물(M)은 50 내지 100μm의 두께로 스테이지(122) 상에 제공될 수 있다.
도 1c에 도시된 바와 같이, 스테이지(122) 상에 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물이 제공된 후 광원(110)으로부터 광이 조사되어 스테이지(122) 상에 세라믹 인공치아의 일 단면(PO1)이 형성된다.
광원(110)은 자외선 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광원(110)은 385 내지 410nm 파장대의 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 광원(110)은 점 단위의 광을 조사하는 레이저 또는 면 단위의 광을 조사하는 빔 프로젝터로 구성될 수 있다. 광원은 세라믹 인공치아의 일 단면(PO1)에 대응되는 영역에 광을 조사하며, 광이 조사되는 경우, 광이 조사된 영역에서 광경화성 레진의 광중합 반응이 유도되며, 광이 조사된 영역만 선택적으로 경화될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 광원(110)은 세라믹 인공치아의 일 단면(PO1)의 주변부에도 광을 조사하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 세라믹 인공치아의 일 단면(PO1)의 주변에 주변물의 일 단면(AO1)이 형성될 수 있다.
세라믹 인공치아의 일 단면(PO1) 및 주변물의 일 단면(AO1)이 형성된 후, 스테이지(122)가 하강될 수 있다. 스테이지(122)는 세라믹 인공치아의 일 단면(PO1) 및 주변물의 일 단면(AO1)의 상면이 보조 스테이지(124)와 동일 평면상에 위치되도록 각 단면의 두께에 대응되는 길이만큼 하강할 수 있다.
스테이지(122)가 하강된 후, 재료 공급부(130)를 통해 보조 스테이지(124)에 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물(M)이 추가로 제공되고, 블레이드(140)를 통해 하강된 스테이지(122) 상에 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물(M)이 레이어 형태로 제공된다.
스테이지(122)가 하강되어 있으므로, 보조 스테이지(122)로부터 주변물의 일 단면(AO1) 및 세라믹 인공치아의 일 단면(PO1)은 동일 높이의 평면으로 구성되며, 블레이드(140)가 지나감에 따라 1차로 제공되었던 레이어의 두께와 동일한 두께를 갖는 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물(M)의 레이어가 주변물의 일 단면(AO1) 및 세라믹 인공치아의 일 단면(PO1) 상에 제공될 수 있다.
특히, 광원(110)의 광에 의해 세라믹 인공치아의 일 단면(PO1) 뿐 아니라, 세라믹 인공치아의 일 단면(PO1)의 주변부에 위치하는 주변물의 일 단면(AO1)이 모두 경화되어 있는 상태이므로, 블레이드(140)가 가로지르는 면은 모두 실질적으로 평평한 평면일 수 있으며, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물(M)은 세라믹 인공치아의 일 단면(PO1)을 덮도록 실질적으로 균일한 두께로 도포될 수 있다.
이후, 앞서 설명한 바와 동일한 방식으로 광원(110)에 의해 광이 선택적으로 조사되며, 세라믹 인공치아의 2차 단면이 성형될 수 있다. 이 경우, 앞서 설명한 것과 마찬가지로, 세라믹 인공치아의 2차 단면의 주변부에 주변물의 2차 단면들이 성형될 수 있다.
동일한 방식으로 3차, 4차 단면들이 성형될 수 있다. 도 1d에 도시된 바와 같이, 다층의 단면들이 적층되어, 세라믹 인공치아의 제1 성형물(PO2)이 제조될 수 있다. 한편, 세라믹 인공치아의 제1 성형물(PO2)의 주변으로 주변물의 단면들이 적층된 주변물(AO2)이 위치될 수 있으며, 주변물(AO2)과 세라믹 인공치아의 제1 성형물(PO2)은 서로 이격되어 연결되지 않는다. 이에, 주변물(AO2)이 제거되고, 세라믹 인공치아의 제1 성형물(PO2)이 용이하게 수득될 수 있다.
한편, 세라믹 인공치아의 제1 성형물(PO2)이 제조되는 동안, 세라믹 인공치아의 단면들 높이에 대응되도록 주변물의 단면들이 제공되므로, 블레이드(140)를 통해 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물(M)이 실질적으로 균일한 두께로 지속적으로 제공될 수 있으며, 세라믹 인공치아의 제1 성형물(PO2)의 출력 정밀도가 더욱 향상될 수 있다.
세라믹 인공치아의 제1 성형물(PO2)은 세라믹 안료 및 광경화성 레진을 포함하는 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물(M)에 의해 성형된 것이므로, 세라믹 안료 및 광경화성 레진의 광중합 반응에 의해 형성된 폴리머를 포함한다.
도 1e에 도시된 바와 같이, 제1 성형물(PO2)를 가열 챔버(150)에 투입한 후 열처리함으로써, 제1 성형물(PO2) 내의 폴리머 성분이 모두 제거되고, 세라믹 인공치아의 제2 성형물(PO3)이 수득된다. 열처리 과정에서 폴리머 성분이 제거되므로, 제1 성형물(PO2)의 부피에 비해 제2 성형물(PO3)의 부피는 감소된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 0.1 내지 5μm의 평균 입자 직경을 갖는 세라믹 안료를 70wt% 이상의 고농도로 포함하므로, 제1 성형물(PO2)내의 세라믹 안료의 함량은 폴리머 성분 대비 월등히 많다. 이에, 열처리 과정에서 폴리머가 제거되면서 발생되는 성형물 내부 결함 내지 균열은 최소화될 수 있으며, 세라믹 안료가 소결되어 결정립을 형성하면서 제1 성형물(PO2)의 형상에 대응되는 제2 성형물(PO3)이 완전하게 굳어지게된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물로 제조된제1 성형물(PO2)의 경우, 광경화성 레진에 의한 폴리머와 세라믹 안료가 혼합된 복합소재로 구성되어 있으며, 5 내지 10MPa의 압축 강도를 갖는다. 한편, 상술한 압축 강도는 KS L ISO 14704 또는 KS L ISO 17565:2016 기준에 따라 측정된 값을 기준으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물로 제조된 제2 성형물(PO3)의 경우, 광경화성 레진에 의한 폴리머가 모두 제거된 순수 세라믹으로 구성되어 있으며, 350 내지 950MPa의 압축 강도를 갖는다. 한편, 상술한 압축 강도는 KS L ISO 14704 또는 KS L ISO 14704:2016 기준에 따라 측정된 값을 기준으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 70wt% 이상의 고함량 세라믹 안료를 포함하므로, 3D 프린팅 성형후 5MPa 이상의 강도를 가지며, 열처리 후에는 350MPa 이상의 우수한 강도를 가짐을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 CIELAB 색 공간에서 50 내지 90의 L* 값을 가지며, -5 내지 20의 b* 값을 갖는다. 한편, 상술한 L* 및 b* 값은 투명한 용기에 3D 프린팅 조성물을 3mm 이상 주입 후, CM5 색차계를 이용하여 측정한 결과를 기준으로 정의된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물로 성형된 제2 성형물은 CIELAB 색 공간에서 20 내지 90의 L* 값, -5 내지 20의 a*값, -5 내지 30의 b* 값을 갖는다. 한편, 상술한 L*, a* 및 b* 값은 제2 성형물을 CM5 색차계를 이용하여 측정한 결과를 기준으로 정의된다.
한편, 본 발명의 발명자들은 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 광학 특성이 최종 성형될 제품의 정밀도에도 영향이 있음을 알게 되었다. 구체적으로, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 CIELAB 색 공간 값이 상기 [표 1]과 같은 경우, 최종 성형된 제2 성형품의 출력 정밀도가 70μm 이하로 구현됨을 알게 되었다.
CIELAB 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물
L* 50 ~ 90
b* -5 ~ 20
본 발명자들은 상술한 상관관계를 확인하기 위해 하기와 같은 실험을 실시하였다.
<실험예>
먼저, 하기 [표 2]와 같이, CIELAB 색 공간 값이 서로 상이한6가지 샘플을 준비하였다.
성분 및 함량 L* a* b*
실시예 1 <세라믹 안료>
ZrO2 - 80wt%
<광경화성 레진>
폴리우레탄 아크릴레이트 - 9wt%
헥산디올 디아크릴레이트(HDDA) - 10wt%
알파-하이드록시 케톤 - 1wt%		 79.6 -3 2.7
실시예 2 <세라믹 안료>
ZrO2 - 80wt%
<광경화성 레진>
에폭시 아크릴레이트 - 9wt%
이소보르닐아크릴레이트(IBA) - 10 wt%
디페닐 (2,4,6- 트리메틸 벤조일) 포스핀 옥사이드(TPO) - 1wt%		 78.4 -2 3
비교예 1 <세라믹 안료>
ZrO2 - 65wt%
ZrO2-ZrSiO4(Pr2O3) - 15wt%
<광경화성 레진>
에폭시 아크릴레이트 - 7wt%
IBA - 10wt%
TPO - 3wt%		 46.2 -0.8 23.46
비교예 2 <세라믹 안료>
ZrO2 - 60wt%
ZrO2-CoAl2O4 - 20wt%
<광경화성 레진>
폴리우레탄 아크릴레이트 - 7wt%
IBA - 10wt%
TPO - 3wt%		 70.36 3.56 -6.82
비교예 3 <세라믹 안료>
ZrO2 -50wt%
SiO2 (Silica) - 30wt%
<광경화성 레진>
에폭시 아크릴레이트 - 10wt%
IBA - 7wt%
TPO - 3wt%		 92.11 -0.24 -0.88
비교예 4 <세라믹 안료>
ZrO2 - 35wt%
ZrO2-CoAl2O4 - 45wt%
<광경화성 레진>
폴리우레탄 아크릴레이트 - 10wt%
IBA - 10wt%
TPO - 5wt%		 18,56 5.57 -3.57
상술한 샘플들을 405nm의 파장의 광을 사용하는 광경화 3D 프린터에 투입하여 도 2와 같은 치아 보철물을 제조하였다. 이후, 치아 보철물의 변연부(Marginal area; MA), 교합부(Occlusal area: OA) 및 축부(Axial area: AA)의 정밀도를 측정하였다. 실험 결과를 좀더 세부적으로 설명하기 위해 도 2를 참조한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 우수한 출력 정밀도를 설명하기 위한 보철물의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 보철물은 임플란트 지주대의 외면과 접하게되는 내면(inner surface) 및 치아의 외면에 대응되는 외면(Outer surface)을 갖는다. 도 2는 보철물의 내면을 보여주는 사시도이다. 보철물의 내면은 가장 외부 가장자리를 가르키는 변연부(MA), 치아의 기능을 담당하기 위해 여러 평면들로 복잡하게 형성된 교합부(OA) 및 변연부(MA)와 교합부(OA) 사이 영역을 지칭하는 축부(AA)로 구성된다.
통상 치아 보철물은 임플란트 지주대 상에 교합되어 지주대와 견고하게 밀착되어야 하며, 지주대의 외면과 보철물의 외면이 단차없이 자연스럽게 연결되어야 인공치아로서 재대로 기능할 수 있다.
특히, 변연부(MA) 또는 축부(AA)가 자연치로부터 모델링된 3D 설계 데이터 대비 큰 경우, 보철물이 지주대로부터 들뜨게되어 임플란트 시술이 불가능한 수준이 되거나, 보철물이 지주대로부터 빠지게되는 문제가 발생될 수 있다. 반대로 변연부(MA) 또는 축부(AA)의 크기가 3D 설계 데이터 대비 작은 경우, 보철물이 지주대에 재대로 삽입되지 못하여 지주대 상에 보철물이 얹혀있는 형태가 되어 보철물이 지주대로부터 빠지게되는 문제가 발생될 수 있다.
또한, 교합부(OA)의 크기가 3D 설계 데이터 대비 차이가 나는 경우, 보철물이 실제 자연치와 상이하게 되어 씹는 활동 등에 불편함을 느낄 수 있다.
결과적으로, 보철물은 최초 모델링된 3D 설계 데이터 대비 거의 동등한 수준의 수치 정밀도를 가져야 한다. 수치 정밀도는 최초 모델링된 3D 설계 데이터 대비 최종 성형이 완료된 보철물의 각 관심영역의 x축, y축 및 z축에 대한 치수 편차의 평균값으로 정량화될 수 있다.
예를 들어, 수치 오차 또는 수치 정밀도는 GEOMAGIC®CONTROL XTM (3D Systems, Inc.) 등과 같은 디지털 검사 소프트웨어를 통해 측정될 수 있다. 구체적으로, 최초 모델링된 3D 설계 데이터(CAD 프로그램 상의 STL 파일 등)와 최종 성형된 보철물의 디지털 3D 스캔 데이터가 디지털 검사 소프트웨어로 입력된다. 디지털 검사 소프트웨어에서는 ICP(Iterative closest point) 알고리즘을 이용한 최적적합 정렬(best-fit alignment)을 수행하여 관심영역에 대한 3D 설계 이미지와 성형물의 3D 스캔 이미지의 중첩 이미지를 형성한다. 이후, 관심영역에 대한 3D 설계 이미지와 3D 스캔 이미지 사이의 x축 치수 오차, y축 치수 오차 및 z축 치수 오차를 각각 측정하여 최소자승법(The least-squares method)을 통한 RMS(Root mean square) 평균 값으로 출력할 수 있다. 이 경우, RMS 평균 값이 수치 오차 또는 수치 정밀도일 수 있으며, 그 값이 작을수록 성형물의 수치 정밀도가 우수하다고 평가될 수 있다.
본 발명의 발명자들은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 우수한 수치 정밀도를 확인하기 위해, 상기 [표 2]의 샘플들을 사용하여 보철물을 제조하였고, 제조된 보철물의 변연부(MA), 축부(AA), 교합부(OA) 및 내면 전체의 수치 오차를 GEOMAGIC®CONTROL XTM (3D Systems, Inc.)를 통해 μm 스케일로 산출하였으며, 수치 오차는 하기 [표 3]과 같다.
변연부 (μm) 축부 (μm) 교합부 (μm) 내면 전체 (μm)
실시예 1 45.3 20.8 25.1 28.8
실시예 2 50.0 19.4 26.2 29.4
비교예 1 160.9 48.9 17.3 87.2
비교예 2 105.3 50.1 39.1 58.9
비교예 3 176 52.9 23.2 92.9
비교예 4 113.8 40 35.4 60
상기 [표 2]를 통해 알 수 있듯이, 실시예 1 및 실시예 2에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 CIELAB 상의 L* 값이 20 내지 90이며, b* 값이 -5 내지 20이며, 상기 [표 3]을 통해 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 2에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물로 제조된 보철물은 3D 설계 데이터 대비 변연부(MA), 축부(AA), 교합부(OA) 및 내면 전체의 수치 오차가 모두 70μm 이내인 것을 확인할 수 있다.
반면, 비교예 1 내지 4에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 CIELAB 상의 L* 값이 20 내지 90의 범위를 벗어나거나, b* 값이 -5 내지 20의 범위를 벗어남을 알 수 있으며, 비교예 1 내지 4에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물로 제조된 보철물은 3D 설계 데이터 대비 변연부(MA) 또는 내면 전체의 수치 오차가 70μm를 벗어남을 알 수 있다.
비교예 1 내지 4에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물로 제조된 보철물은 상술한 바와 같이, 정밀도가 떨어지므로, 고정밀 성형이 요구되는 인공치아용 소재로 적합하지 않음을 알 수 있다. 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 4의 정밀도 차이를 보다 명확하게 설명하기 위해 도 3a 내지 3e를 참조한다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 우수한 수치 정밀도를 설명히기 위한 사진들이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 CIELAB 상의 L* 값이 20 내지 90이며, b* 값이 -5 내지 30이므로, 고정밀로 출력이 가능하며, 지주대의 외면과 거의 이격 없이 밀착될 수 있음을 알 수 있다. 한편, 도 3a의 출력 사진은 상기 실시예 1에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물로 성형된 보철물의 사진이다.
반면, 도 3b를 참조하면, 비교예 1에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 변연부 및 내면 전체의 수치 정밀도가 떨어지는 것을 알 수 있으며, 지주대로부터 보철물이 들떠있는 것을 알 수 있다. 비교예 1의 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 CIELAB 상의 b* 값이 20을 초과하며, 장파장 자외선 광의 일부가 보철물의 적층면 표면에서 흡수되면서 변연부가 불안정하게 출력된 것으로 사료된다.
또한, 도 3c를 참조하면, 비교예 2에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 변연부의 수치 정밀도가 떨어지는 것을 알 수 있으며, 보철물의 둘레가 지주대보다 커서 보철물의 외곽 모서리가 지주대로부터 돌출되어 있는 것을 알 수 있다. 비교예 2의 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 CIELAB 상의 b* 값이 -5 미만이며, 장파장 자외선 광의 일부가 적층면에서 반사되어 불안정한 적층이 유도되는 것으로 사료된다.
또한, 도 3d를 참조하면, 비교예 3에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 변연부 및 내면 전체의 수치 정밀도가 떨어지는 것을 알 수 있으며, 지주대로부터 보철물이 상당히 들떠 있는 것을 알 수 있다. 비교예 3의 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 CIELAB 상의 L* 값이 90을 초과하며, 슬러리 상에서 장파장 자외선 광이 산란되면서 과경화가 발생되고, 이로 인해 변연부와 내면 전체의 정밀도가 떨어져 보철물이 지주대에 재대로 삽입되지 못하는 것으로 사료된다.
또한, 도 3e를 참조하면, 비교예 4에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 변연부에 대한 수치 정밀도가 떨어지는 것을 알 수 있으며, 보철물의 둘레가 지주대보다 커서 보철물의 외곽 모서리가 지주대로부터 돌출되어 있는 것을 알 수 있다. 비교예 4의 세라믹 인공치아용 3D 프린티 조성물은 CIELAB 상의 L*가 20 미만이며, 장파장 자외선 광이 적층면에서 다량 흡수되며, 이로 인해 슬러리의 미경화가 발생되어 변연부에 대한 수치 정밀도를 저하시키는 것으로 사료된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 70 내지 90wt%의 고함량 세라믹 안료를 포함하며, 385nm 내지 410nm 의 광에 의해 광경화되어 제1 성형물을 형성하고, 열처리 공정을 통해 광경화성 레진이 모두 소멸되어 순수 세라믹 재질의 제2 성형물을 형성하도록 구성된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물로 성형된 제2 성형물은 3D 설계 데이터 대비 70μm 이내의 수치 오차를 갖는다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 고정밀도로 세라믹 재질의 구조물을 성형하는데 적합하며, 특히, 세라믹 인공치아 제조용으로 적합하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물의 우수한 수치 정밀도는 조성물의 광학적 특성을 특정 값을 설계함으로써, 극대화될 수 있다. 구체적으로, 70wt% 이상의 고함량 세라믹 안료를 포함하는 3D 프린팅 조성물은 일반적으로 세라믹 안료에 의한 광 산란 또는 흡수가 발생될 수 있으며, 경화된 적층면에서 광이 반사 또는 흡수될 수 있다. 특히, 385nm 이상의 장파장 자외선을 사용하는 광경화 3D 프린터에 고함량 세라믹 안료를 포함하는 3D 프린팅 조성물을 적용하는 경우 상술한 문제가 더욱 극대화될 수 있다. 이를 해결하기 위해, 3D 프린팅 조성물을 50μm 미만의 얇은 레이어 형태로 제공하여 세라믹 안료에 의한 광 산란, 반사, 흡수 문제를 해결하는 시도를 고려해 볼 수 있다. 그러나, 이 경우, 성형에 많은 시간이 소요되며, 적층된 적층면에서 발생되는 반사, 흡수 문제는 여전히 해결되지 않는 문제가 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 CIELAB 상의 L* 값이 20 내지 90이며, b* 값이 -5 내지 20인 특징을 가지므로, 세라믹 안료가 70wt% 이상 고함량으로 포함되더라도, 세라믹 안료에 의한 광 산란 또는 흡수 문제가 최소화될 수 있다. 더욱이 이 경우, 3D 프린팅 조성물을 50μm 이상의 두께로 제공할 수 있으며, 광경화 3D 프린팅의 신속성을 유지하면서 동시에 고정밀도의 출력 품질을 달성할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 광원
122: 메인 스테이지
124: 보조 스테이지
130: 재료 공급부
140: 블레이드
150: 가열 챔버
M: 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물
PO1: 제1 성형물의 일 단면
AO1: 주변물의 일 단면
PO2: 제1 성형물
AO2: 주변물
PO3: 제2 성형물

Claims (9)

  1. 70 내지 90wt% 함량의 세라믹 안료; 및
    10 내지 30wt% 함량의 광경화성 레진을 포함하고,
    385nm 내지 410nm 의 광에 의해 광경화되어 제1 성형물을 형성하고,
    열처리 공정을 통해 상기 광경화성 레진이 모두 소멸되어 순수 세라믹 재질의 제2 성형물을 형성하도록 구성되고,
    상기 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 CIELAB 색 공간 상에서 50 내지 90의 L* 및 -5 내지 20의 b* 값을 가지며,
    상기 제2 성형물은 3D 설계 데이터 대비 70μm 이내의 수치 오차를 갖는, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광경화성 레진은
    광경화성 모노머,
    분자량 150 내지 500의 올리고머; 및
    광 개시제를 포함하는, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물은 25℃에서 300 내지 25,000cP의 점도를 갖는, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 성형물은 KS L ISO 14704 방법에 의한 압축 강도가 5 내지 10MPa인, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 성형물은 KS L ISO 14704 방법에 의한 압축 강도가 350 내지 950MPa인, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 세라믹 안료는,
    세라믹 재료; 및
    철(Fe), 마그네슘(Mg), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 세륨(Ce), 에르븀(Er), 프라세오디륨(Pr), 코발트(Co) 중 적어도 하나를 포함하는 착색 첨가제를 포함하는, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 성형물은 CIELAB 색 공간 상에서 20 내지 90의 L*, -5 내지 20의 a*, -5 내지 30의 b* 값을 갖는, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 성형물이 보철물인 경우, 3D 설계 데이터 대비 변연부(Margin Area)의 수치 오차가 70μm 이하이고, 교합부(Occlusal Area)의 수치 오차가 70μm이하이고, 축부(Axial Area)의 수치 오차가 70μm 이하인, 세라믹 인공치아용 3D 프린팅 조성물.
KR1020210129724A 2021-09-30 2021-09-30 세라믹 인공치아용 3d 프린팅 조성물 KR102400305B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210129724A KR102400305B1 (ko) 2021-09-30 2021-09-30 세라믹 인공치아용 3d 프린팅 조성물
PCT/KR2022/014510 WO2023055046A1 (ko) 2021-09-30 2022-09-28 세라믹 인공치아용 3d 프린팅 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210129724A KR102400305B1 (ko) 2021-09-30 2021-09-30 세라믹 인공치아용 3d 프린팅 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102400305B1 true KR102400305B1 (ko) 2022-05-23

Family

ID=81804027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210129724A KR102400305B1 (ko) 2021-09-30 2021-09-30 세라믹 인공치아용 3d 프린팅 조성물

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102400305B1 (ko)
WO (1) WO2023055046A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023055046A1 (ko) * 2021-09-30 2023-04-06 주식회사 엠오피 세라믹 인공치아용 3d 프린팅 조성물

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102063729B1 (ko) 2017-09-25 2020-02-17 주식회사 엠오피(M.O.P Co., Ltd.) 표면 처리된 안료를 이용한 광경화 방식의 3ｄ 프린팅용 세라믹 슬러리 조성물
KR102219555B1 (ko) * 2020-06-10 2021-02-24 주식회사 엠오피(M.O.P Co., Ltd.) 고점도 슬러리를 사용한 광경화 3d 프린팅 방법
KR102258272B1 (ko) * 2020-05-11 2021-05-31 주식회사 엠오피(M.O.P Co., Ltd.) 자가치유 광경화 레진을 활용한 광경화 3d 프린팅 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102195987B1 (ko) * 2019-02-22 2020-12-30 고려대학교 산학협력단 광경화성 세라믹 3d 프린팅용 세라믹 슬러리 조성물 제조 기술
KR102433155B1 (ko) * 2019-10-21 2022-08-17 고려대학교 산학협력단 고투광성 및 고강도의 지르코니아를 포함하는 슬러리 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 세라믹 구조물
KR102400305B1 (ko) * 2021-09-30 2022-05-23 주식회사 엠오피(M.O.P Co., Ltd.) 세라믹 인공치아용 3d 프린팅 조성물

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102063729B1 (ko) 2017-09-25 2020-02-17 주식회사 엠오피(M.O.P Co., Ltd.) 표면 처리된 안료를 이용한 광경화 방식의 3ｄ 프린팅용 세라믹 슬러리 조성물
KR102258272B1 (ko) * 2020-05-11 2021-05-31 주식회사 엠오피(M.O.P Co., Ltd.) 자가치유 광경화 레진을 활용한 광경화 3d 프린팅 방법
KR102219555B1 (ko) * 2020-06-10 2021-02-24 주식회사 엠오피(M.O.P Co., Ltd.) 고점도 슬러리를 사용한 광경화 3d 프린팅 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023055046A1 (ko) * 2021-09-30 2023-04-06 주식회사 엠오피 세라믹 인공치아용 3d 프린팅 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023055046A1 (ko) 2023-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7242182B2 (ja) 三次元物品の作製のための付加製造方法に用いるためのナノジルコニア粒子を含有するゾル
US20210139720A1 (en) 3d polymerizable ceramic inks
JP7255915B2 (ja) 光硬化３ｄプリントアイテムの製造方法およびその使用法
JP6835742B2 (ja) ナノサイズ粒子を含有するゾルを用いたセラミック物品を作製するための付加製造方法
JP5571917B2 (ja) 歯科用セラミックの立体リトグラフによる調製のための光硬化性スリップ
JP5519973B2 (ja) 発色成分でコーティングされる一次粒子
US20030222366A1 (en) Production of dental restorations and other custom objects by free-form fabrication methods and systems therefor
US11472905B2 (en) Polymer-based burn-out material for the lost-wax technique
KR102254001B1 (ko) 3d 프린팅용 경화용 수지 조성물 및 이로부터 제조된 성형물
KR102400305B1 (ko) 세라믹 인공치아용 3d 프린팅 조성물
KR102228118B1 (ko) 결정화 유리를 포함하는 치과용 복합체
JP7386555B2 (ja) 複数層を有する歯科用コンポジットブランク及びその製造方法
US20230021279A1 (en) Dental prosthesis having structure similar to that of natural teeth, and manufacturing method therefor
WO2023024724A1 (zh) 一种光热固化的树脂组合物及其制备方法和应用
KR102258272B1 (ko) 자가치유 광경화 레진을 활용한 광경화 3d 프린팅 방법
KR102433155B1 (ko) 고투광성 및 고강도의 지르코니아를 포함하는 슬러리 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 세라믹 구조물
KR102539484B1 (ko) 고굴곡강도를 가지는 3d 프린트용 세라믹 슬러리 조성물
KR102466073B1 (ko) 치과용 하이브리드 레진 블록 조성물 및 이를 이용한 치과용 하이브리드 레진 블록의 제조 방법
KR102277231B1 (ko) 프리트(Frit)를 포함하는 3차원 프린팅 잉크 조성물 및 그 제조방법, 그리고 3차원 프린팅 방법.
KR102214666B1 (ko) 세라믹 입자의 코팅을 이용한 3차원 프린팅 잉크 조성물 및 그 제조방법, 그리고 프린팅 방법.
KR20240018738A (ko) 고정밀 광경화 3d 프린팅 방법 및 이를 이용한 고정밀 조형물 제조방법
KR20230138870A (ko) 광경화 방식의 3d 프린팅용 금속 슬러리 조성물 및 이를 이용한 광경화 방식의 금속-세라믹 다종소재 3d 프린팅 구조물의 제조방법
EP4285862A1 (en) Artificial dental root, artificial bone, and manufacturing method thereof
KR20240078199A (ko) 경사기능형 세라믹 구조체 제조를 위한 광경화성 슬러리 제조용 키트, 이를 이용하여 제조된 광경화성 슬러리 조성물, 경사기능형 세라믹 구조체 및 이의 제조방법
US20220193765A1 (en) Stereolithography process for manufacturing a copper part having a low resistivity

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant