KR102428333B1 - 치근단 유출 확인 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근관 세정을 위한 교육 또는 실습에 있어서 치근단에서의 세정액 유출 여부를 확인할 수 있는 치근단 유출 확인 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 치근단 유출 확인 장치는, 내부에 하나의 공동과 하나 이상의 근관이 형성된 치아 모형과; 상기 근관에 연결된 소수성 다공 구조를 포함한다. 상기 공동은 상기 치아 모형의 상면에 노출되고, 상기 근관은 상기 공동의 하면에 연결되고, 상기 치아 모형의 단부까지 연장되고, 치근단이 열린 형상이다. 상기 공동을 통하여 세정 장비가 도입되고, 상기 세정 장비의 작동에 의해 세정액이 상기 근관에 도입되어 상기 치근단을 통해 상기 소수성 다공 구조에 유입된다. 상기 소수성 다공 구조는 치근단에서 세정액의 유출에 저항하는 압력을 생성한다.

Description

치근단 유출 확인 장치{APPARATUS FOR CHECKING LEAKAGE AT ROOT CANAL ENDS}

본 발명은 치근단 유출 확인 장치에 관한 것이다.

1967년 Kakeyash 등이 최초로 치수 염증의 주된 원인이 세균임을 무균 쥐에서 증명한 이후로, 근관 내부에서 군락을 이루는 세균인 바이오 필름 및 괴사조직이 염증 반응의 주된 원인임이 밝혀지게 되었다. 성공적인 신경치료를 위해서는 근관 내에 존재하는 세균 및 괴사 조직을 완벽히 제거하는 것이 필수적이다.

근관의 치료 과정은 크게 근관 형성, 근관 세척, 근관 충전의 3단계로 이루어진다. 본 발명은 이 중 두번째 단계인 근관 세정과 관련된다. 근관 세정은 endo file을 이용해 썩은 신경을 1차적으로 제거한 후에 이루어지며, 감염 미생물 제거에 필수적이어서 신경치료 성공에 큰 영향을 미치는 중요 과정이다.

현재 다양한 방식으로 근관 세정을 수행하는 장비들이 임상적으로 활용되고 있다. 그 중 가장 대표적인 것들을 몇 가지 소개하자면, 먼저 SI(Syringe Irrigation)로 불리는 장비가 있다. 이 장비는 가장 간단한 구조의 장비로서, 주사기의 니들(needle)을 근관에 삽입하고 주사기 내의 세정액을 근관 내부로 분사하는 방식으로 세정을 수행한다. 다음으로, PUI(Passive Ultrasonic Irrigation)로 불리는 장비가 있다. 이 장비는 근관 내에 세정액을 채우고 초음파를 발진하는 팁(tip)을 삽입하여 초음파를 인가하는 환경에서 세정을 수행한다. 이외에도 팁을 근관 내부로 삽입하지 않고 다근관 동시 세정을 목표로 하는 미국 등록특허 제8,753,121B2 호(도 1 참조)와 US 10,420,630 B2호(도 2 참조)에 개시된 장비가 있다. 이 장비에서는 고압 고속 유체인 liquid jet을 발생시키고, 이러한 liquid jet을 치아 벽의 상아질 경조직에 반사시키거나(도 1의 장비) impingement member(충돌 부재)로 명명된 구성요소에 반사시킨 후(도 2의 장비) 반사된 세정액이 근관 내부로 도입되도록 하여 세정을 수행하고 있다.

이 중 어느 장비를 사용하여 세정을 수행하더라도 세정 수행 중 가장 유의해야 할 것 중의 하나는 치근단(치아 근관의 단부, root canal ends)으로 세정액이 유출되지 않도록 하는 것이다. 임상에서 치근단으로 세정액이 유출되는 경우 위험한 상황을 초래할 수 있어 세정액의 치근단으로의 유출은 반드시 막아야 하지만, 치료 단계에서 세정액이 유출되는 지는 명확히 알기 어려우며 세정 장비를 다루는 의료진의 숙련도와 경험에 의존하고 있는 실정이다.

세정액 유출을 유발하는 치근단 압력은 대략 2 내지 3 kPa 수준으로 알려져 있다. 근관 치료 중에 2 내지 3 kPa 수준보다 높은 압력이 치근단에 형성되는 경우 세정액 유출이 유발될 수 있다. 세정액 유출을 확인하기 위한 종래의 실험 방법으로서 압력 센서와 밀폐 챔버 등을 사용하는 방식이 존재하였다. 그런데, 이러한 종래기술에서는 실험 기구의 구조가 복잡하여 실험 설비를 구축하기 어려웠고, 간편하게 유출 여부를 확인하기 어려운 한계가 존재하였다. 본 발명자(들)는 근관 세정을 위한 교육 내지 실습 단계에서 세정액 유출을 간편하게 확인하기 위한 장치의 필요성을 절감하고 연구 개발 노력을 지속한 끝에 본 발명에 이르게 되었다.

본 발명은 간단한 구조를 가져 실험 설비를 구축하기 용이하고, 근관 세정을 위한 교육 또는 실습에 있어서 간편하게 치근단에서의 세정액 유출 여부를 확인할 수 있는 치근단 유출 확인 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 근관 세정을 위한 교육 또는 실습에 있어서 치근단에서의 세정액 유출 여부를 확인할 수 있는 치근단 유출 확인 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 치근단 유출 확인 장치는, 내부에 하나의 공동과 하나 이상의 근관이 형성된 치아 모형과; 상기 근관에 연결된 소수성 다공 구조를 포함한다. 상기 공동은 상기 치아 모형의 상면에 노출되고, 상기 근관은 상기 공동의 하면에 연결되고, 상기 치아 모형의 단부까지 연장되고, 치근단이 열린 형상이다. 상기 공동을 통하여 세정 장비가 도입되고, 상기 세정 장비의 작동에 의해 세정액이 상기 근관에 도입되어 상기 치근단을 통해 상기 소수성 다공 구조에 유입된다. 상기 소수성 다공 구조는 치근단에서 세정액의 유출에 저항하는 압력을 생성한다.

상기 치아 모형은 석고 재질이고, 상기 소수성 다공 구조는 PDMS 재질의 스펀지일 수 있다.

상기 소수성 다공 구조에는 세정액과 접촉 시 색이 변하는 재료가 적용될 수 있고, 바람직하게는 리트머스 코팅이 적용된다. 상기 세정액과 접촉 시 색이 변하는 재료, 예컨대 리트머스 분말은 물 또는 다른 액체와 혼합된 상태에서 가압에 의하여 상기 소수성 다공 구조의 내부로 제공되고, 그 이후 건조되어 상기 소수성 다공 구조 내부 표면에 코팅될 수 있다.

상기 소수성 다공 구조가 생성하는 압력은 공극의 크기, 접촉각, 재질 변경에 따른 젖음성 변경에 따라 변화한다.

상기 치아 모형과 상기 소수성 다공 구조는 단일의 하우징에 수용될 수 있다.

이외에도 추가적인 구성이 본 발명의 일 실시예에 따른 치근단 유출 확인 장치에 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따르면, 간단한 구조를 가져 실험 설비를 구축하기 용이하고, 근관 세정을 위한 교육 또는 실습에 있어서 간편하게 치근단에서의 세정액 유출 여부를 확인할 수 있는 치근단 유출 확인 장치가 제공될 수 있다.

도 1과 도 2는 본 발명의 출원 당시 존재하는 근관 세정 장비를 도시하는 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 치근단 유출 확인 장치를 도시하는 도면이다.
도 4는 소수성 다공 구조, 예컨대 PDMS 스펀지에 리트머스 코팅이 적용되어 공극으로 세정액이 도입되었을 때 색변화를 일으키는 모습을 도시한다.
도 5는 소수성 다공 구조의 내부로 리트머스 코팅을 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 소수성 다공 구조에서의 압력 생성 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 소수성 다공 구조(PDMS 스펀지)가 생성하는 압력을 확인하기 위한 실험 조건 및 실험 결과를 도시하는 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 바람직한 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 치근단 유출 확인 장치를 도시하는 도면이다.

본 발명자(들)는 소수성 다공 구조의 젖음성과 공극 크기 조절을 통하여 치근단 압력(2 내지 3 kPa) 모사가 가능한 치근단 유출 확인 장치를 고안하였다. 본 장치에 사용된 소수성 다공 구조는 근관 치료, 보다 구체적으로는 세정 과정에서 치근단에서의 세정액 압력이 높아져도 치근단으로 세정액이 유출되지 않도록 저항한다는 가설 하에 이와 같은 장치를 고안하였다.

도 3으로부터 확인 가능하듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 치근단 유출 확인 장치는 크게 치아 모형과 이에 연결된 소수성 다공 구조를 포함한다. 치아 모형은 석고 등의 재질로 형성될 수 있으며, 내부에 하나의 공동(cavity)과 하나 이상의 근관(root canal)이 형성된다. 본 명세서에서 치아 모형의 공동으로 지칭한 부분은 실제 치아에서 근관와동(access cavity)에 상응한다. 공동은 치아 모형의 상부면을 노출시키는 형태로 형성된다. 따라서, 공동을 통하여 임상 세정 장비가 치아 모형 내부로 도입될 수 있다. 하나 이상의 근관은 그 끝단, 즉 치근단이 열린 형상이다. 열린 치근단에 소수성 다공 구조가 연결된다.

도 3에는 임상 세정 장비로서, 본 명세서의 배경기술 부분에 설명한 SI, PUI 장비가 사용되는 것으로 도시되어 있으나, 이들 이외의 다른 세정 장비도 얼마든지 사용 가능하다. 세정액으로는 NaOCl이 사용되는 것으로 도시되었으나, 이러한 도시 또한 예시적이다. 위에 설명한 구조의 치근단 유출 확인 장치에 임상 세정 장비를 적용하여 근관 치료 중 세정에 대한 교육 또는 실습을 실행한다. 피교육자 또는 실습 수행자는 적용한 임상 세정 장비의 적용법에 따라 임상 세정 장비를 치아 모형으로 도입한다. 도 3에 도시된 임상 세정 장비인 SI(Syringe Irrigation) 장비의 경우 주사기의 니들을 근관 내부로 도입시킨 상태에서 압력을 주어 세정액을 분사한다. 이러한 작동에 이하여 치근단 압력이 상승하게 된다. 상술한 바와 같이, 치아 모형의 근관은 치근단이 열린 형상이므로, 분사된 세정액 중 일부는 치아 모형에 연결된 소수성 다공 구조로 도입된다. 소수성 다공 구조에서는 모세관 압력으로 치근단의 액체가 흘러나오지 않도록 저항하는 압력이 생성되어 열린 치근단을 통해 세정액이 지속적으로 소수성 다공구조로 흘러나오는 것을 막는다. 피교육자 또는 실습자가 세정액이 치근단을 통하여 흘러나온 것을 육안으로 확인할 수 있도록 하기 위하여 소수성 다공 구조에는 세정액과 접촉 시 색이 변하는 재료가 적용될 수 있다. 도 4는 소수성 다공 구조, 예컨대 PDMS 스펀지에 리트머스 코팅이 적용되어 공극으로 세정액이 도입되었을 때 색변화를 일으키는 모습을 도시한다. 리트머스 코팅을 소수성 다공 구조에 적용하기 위해서는 크게 3개의 단계를 거친다. 첫번째 단계는 리트머스 분말을 불 또는 다른 액체에 혼합함으로써 리트머스 용액을 제조하는 것이다. 두번째 단계는 리트머스 용액을 가압하여 소수성 다공 구조 내부로 스며들게 하는 것이다. 세번째 단계는 소수성 다공 구조 내부의 리트머스 용액을 건조하는 것이다. 이러한 리트머스 코팅이 적용되는 모습이 도 5에 도시된다. 소수성 다공 구조 내부에 도포된 리트머스 분말에 의해 염기성 용액의 판별이 가능해진다. 이러한 리트머스 코팅 방식 및 이 방식에 의해 실시된 리트머스 코팅을 내부 공극 구조에 갖는 소수성 다공 구조는 본 발명의 특징 중 하나로 이해되어야 한다. 리트머스 분말을 액체에 혼합한 리트머스 용액을 단순히 소수성 다공 구조 표면에 도포한 후 건조하는 방식으로는 소수성 다공 구조 내부로 리트머스 코팅을 적용하는데 한계가 있고 세정액이 다공 구조 내부로 흘러나오더라도 리트머스 코팅과 제대로 접촉하지 않아 색 변화를 육안 관찰하기 어려울 수 있다.

다음으로, 도 6을 참조하여 소수성 다공 구조에서의 압력 생성 원리에 대하여 설명한다. 다공 구조는 여러 개의 모세관들이 엉켜 있는 모세관 다발이다. 모세관의 친수성, 소수성 여부에 따라 모세관력(capillary force)이 작용하는 방향이 달라진다. 소수성 모세관의 경우, 모세관력에 의해 액체 내부의 압력(P _c)이 대기압(P _atm)보다 높다. 소수성 다공 구조가 생성하는 압력은 다공 재료의 접촉각과 공극의 반지름을 변경하여 조절할 수 있다.

본 발명자(들)는 소수성 다공 구조(PDMS 스펀지)가 생성하는 압력을 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 도 7의 좌측에는 본 발명자(들)가 상기 실험에 사용한 장치의 모식도가 도시된다. 도 7의 좌측 그림에 간략이 도시된 바와 같이, 본 실험에는 치아 모형 및 치아 모형의 열린 치근단에 연결된 소수성 다공 구조가 단일 하우징에 수용된 구조의 장치가 적용되었다. 도 7의 중앙에는 상기 실험에 적용된 소수성 다공 구조인 PDMS 스펀지의 사진이 도시된다. 도 7의 우측에는 x축을 정수압, y축을 치근단으로의 세정액 유출량으로 하는 그래프가 도시된다.

본 실험으로써, 치근단으로 액체가 유출되는 지 여부를 확인함으로써 소수성 다공 구조가 생성하는 압력을 확인하였다. 측정 결과, 소수성 다공 구조, 보다 구체적으로는 PDMS 스펀지가 생성하는 압력은 대략 2 kPa 수준으로 확인되었다. PDMS 스펀지가 생성하는 압력은 공극 크기, 젖음성 등을 조절함으로써 변경 가능하다. 근관 치료 중에 2 내지 3 kPa 수준보다 높은 압력이 치근단에 형성되는 경우 세정액 유출이 유발될 수 있다

본 발명의 일 실시예에 따른 치근단 유출 확인 장치를 사용한 세정 교육 또는 실습에 있어서, 실제 치아에서 치근단에서의 세정액 유출에 저항하는 수준의 압력(대략 2 kPa 내외)이 소수성 다공 구조에 의해 제공 가능하다는 점이 확인되었다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 치근단 유출 확인 장치를 사용한 세정 교육 또는 실습에서 치근단으로의 세정액 유출이 발생하지 않는 경우 실제 치아에서의 세정에 있어서도 세정액 유출이 발생하지 않을 가능성이 높다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 치근단 유출 확인 장치를 사용한 세정 교육 또는 실습에서 치근단으로의 세정액 유출이 발생할 경우 실제 치아에서의 세정에 있어서도 세정액 유출이 발생할 가능성이 높다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 치근단 유출 확인 장치의 실제 치아 환경의 재현율이 매우 높다는 것을 의미하므로, 치아 세정 교육 또는 실습 효과를 보장한다. 나아가, 실제 치아 환경의 높은 재현율을 보장하면서도 종래기술에서와 같이 압력 센서, 밀폐 챔버 등을 사용하지 않고 치아 모형과 이에 연결된 소수성 다공 구조만을 사용하는 간단한 구조를 채용함으로써 교육 또는 실습을 위한 설비 구축이 매우 간편해지는 효과가 달성된다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (7)

1. 근관 세정을 위한 교육 또는 실습에 있어서 치근단에서의 세정액 유출 여부를 확인할 수 있는 치근단 유출 확인 장치이고,
   내부에 하나의 공동과 하나 이상의 근관이 형성된 치아 모형과,
   상기 근관에 연결된 소수성 다공 구조를 포함하고,
   상기 공동은 상기 치아 모형의 상면에 노출되고,
   상기 근관은 상기 공동의 하면에 연결되고, 상기 치아 모형의 단부까지 연장되고, 치근단이 열린 형상이고,
   상기 공동을 통하여 세정 장비가 도입되고, 상기 세정 장비의 작동에 의해 세정액이 상기 근관에 도입되어 상기 치근단을 통해 상기 소수성 다공 구조에 유입되고,
   상기 소수성 다공 구조는 치근단에서 세정액의 유출에 저항하는 압력을 생성하는,
   치근단 유출 확인 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 치아 모형은 석고 재질이고, 상기 소수성 다공 구조는 PDMS 재질의 스펀지인,
   치근단 유출 확인 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 소수성 다공 구조에는 세정액과 접촉 시 색이 변하는 재료가 적용되는,
   치근단 유출 확인 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 세정액과 접촉 시 색이 변하는 재료는 물 또는 다른 액체와 혼합된 상태에서 가압에 의하여 상기 소수성 다공 구조의 내부로 제공되고, 그 이후 건조되어 상기 소수성 다공 구조 내부 표면에 코팅되는,
   치근단 유출 확인 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 소수성 다공 구조에는 리트머스 코팅이 적용되는,
   치근단 유출 확인 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 소수성 다공 구조가 생성하는 압력은 공극의 크기, 접촉각, 재질 변경에 따른 젖음성 변경에 따라 변화하는,
   치근단 유출 확인 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 치아 모형과 상기 소수성 다공 구조는 단일의 하우징에 수용되는,
   치근단 유출 확인 장치.

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