KR102455244B1 - Thermal deformation orthodontic appliance and manufacturing method it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 온도 가변형 치아 교정장치와 그 제조 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a temperature-variable orthodontic appliance and a manufacturing method thereof.
구체적으로는 상악 또는 하악에 씌워 사용하는 마우스피스(mousepiece)타입으로, 치아가 발거된 공간을 수축하는 폐쇄형과, 치아와 치아 사이의 여백 공간을 넓혀 임플란트(Implant) 또는 의치를 사용하는 확장형으로 사용할 수 있도록 하는 온도 가변형 치아 교정장치와 그 제조 방법에 관한 것이다.Specifically, it is a mouthpiece type that is used to cover the upper or lower jaw, a closed type that shrinks the space where the teeth are removed, and an extended type that uses implants or dentures by expanding the blank space between teeth. It relates to a temperature variable orthodontic appliance that can be used and a manufacturing method thereof.
일반적으로 나쁜 습관, 유전 또는 환경 등으로 인해 치아 및 구강 악안면 부위가 제자리에 바르게 자라지 못해 불균일한 치열, 부정교합 및 안면 돌출 등이 발생한다.In general, due to bad habits, genetics, or environment, the teeth and oral and maxillofacial areas do not grow properly in place, resulting in uneven dentition, malocclusion, and facial protrusion.
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 morphological or functional abnormalities occur due to certain factors in the maxillofacial system such as maxillofacial teeth and thus lack the characteristics of a normal occlusion is called an abnormal occlusion. It not only causes jaw joint dysfunction, but also causes dental caries and periodontal disease.
부정교합에 의한 장애를 방지하기 위하여 치아나 악골에 물리적인 교정력을 가해 그 위치를 변화시키고 정상 교합상태로 개선하는 치료행위를 교정치료라고 한다. Orthodontic treatment is a treatment that changes the position of teeth or jaws by applying physical orthodontic force to prevent disorders caused by malocclusion and improves normal occlusion.
기존 교정치료는 치아가 약하지만 지속적인 힘을 받으면 이동하는 성질을 이용한 고정식 교정장치(fixed appliance)와 가철식 교정장치(removable appliance)로 크게 나눌 수 있다.Existing orthodontic treatment can be broadly divided into a fixed appliance and a removable appliance, which use the property that teeth are weak but move when they receive continuous force.
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 or functions, removing various disorders caused by malocclusion, preventing oral diseases, and promoting the health of tissues around the oral cavity. can do.
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]. 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 University of Books and Publications, 2015, ISBN 978-89-6940- 071-0].
일반적으로 고정식 교정장치는 브래킷(bracket)과 와이어(wire)를 사용하며 브래킷을 치아의 표면에 부착한 뒤 브래킷의 슬롯(slot)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 slot 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. The fixed orthodontic device cannot be inserted and removed arbitrarily by the patient, and is 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 the various orthodontic devices described above are mostly 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 온도 가변형 치아 교정장치 및 이를 이용한 제작 방법를 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 temperature-variable orthodontic appliance that changes in stages from the state of the teeth before orthodontic treatment to the state of the teeth to be orthodontic, and a manufacturing method using the same.
이에 대표적인 투명교정장치는 종래 인비절라인(Invisalign)이라는 이름으로 미국의사가 개발한 열가소성 필름을 이용한 치아 교정장치 및 이를 이용한 제작 방법이고, 미국특허 제5,975,893호와 제6,217,325호 등에 그 기술이 개시되어 있다.A representative transparent orthodontic device is a conventional orthodontic device using a thermoplastic film developed by an American doctor under the name of Invisalign and a manufacturing method using the same, and the technology is disclosed in U.S. Patent Nos. 5,975,893 and 6,217,325 have.
인비절라인(Invisalign)은 투명교정장치 자체를 3D 프린터로 적층가공(additive manufacturing)하는 것이 아닌 교정장치(aligner)를 제작하는데 사용할 단계별 모델만을 3D 프린터로 적층가공하여 제작한다. 이후 적층가공으로 제작된 모델 위에 투명한 열가소성 필름지를 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 does not do additive manufacturing of the transparent aligner itself with a 3D printer, but manufactures only a step-by-step model to be used for manufacturing an aligner with a 3D printer. After that, transparent thermoplastic film paper is placed on the model made by additive manufacturing, and a transparent aligner is manufactured using a vacuum forming machine [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 한다.However, in Invisalign, the transparent aligner must be manufactured within the physical elasticity of the transparent sheet paper.
그 이유는 인체생리학적으로 치근막이 지닌 넓이인 0.1mm를 초과하면 투명 시트지의 물리적 특성상 환자의 불편감 때문에 장치를 장착할 수 없다. The reason is that if the width of the periodontal fascia exceeds 0.1mm, which is physiologically within the human body, the device cannot be installed due to the patient's discomfort due to the physical characteristics of the transparent sheet paper.
이러한 이유로, 본 발명에서 사용되는 단계보다 훨씬 많은 단계가 필요하며 제작시 전통적인 가공방법인 진공흡착방식이 이용되는데, 이와 같은 진공흡착방식은 열가소성 수지에 열을 가하고 일시적으로 변형을 시켜 모델을 감싸는 방식으로, 필름지의 중앙부는 열이 상대적으로 많이 가해짐과 동시에 진공성형 시 압력이 집중되어 장치의 균일한 두께를 얻을 수 없기 때문에 치아의 모든 면에 균일하고 효율적인 힘의 전달을 할 수 없게 되는 문제점이 있어, 그 정밀도가 상당히 낮다.For this reason, much more steps are required than the steps used in the present invention, and a vacuum adsorption method, which is a traditional processing method, is used during manufacturing. As a result, the central part of the film paper receives relatively much heat and at the same time the pressure is concentrated during vacuum forming, so that it is impossible to obtain a uniform thickness of the device. Yes, the precision is quite low.
모델상에서 일률적으로 진공압착한 투명교정장치는 개별적인 치축개선, 회전 등의 치아이동도 용이하지 않기 때문에 그 낮은 정밀성으로 인하여 인비절라인이 전통적인 고정식 장치보다 치료 효과도 낮은 것이 현실이다.Since the transparent orthodontic device uniformly vacuum-compressed on the model does not facilitate tooth movement such as individual tooth axis improvement and rotation, the reality is that Invisalign has a lower therapeutic effect than traditional fixed 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, on 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 has been shown to be less effective 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 두께는 제작과정에서 열과 힘이 필름지의 중앙에 집중되기 때문에 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 correction device is determined by the nature of the machine, so heat and force are Because it is concentrated in the center, it becomes thinner toward the occlusal surface of the teeth and becomes relatively thicker as it approaches the gums (gingiva). .
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 경질인 재료 특성 상 투명교정장치가 딱딱한 성질을 지닌다. 즉, 이러한 장치로 치료시 인위적으로 치아이동 거리를 늘릴 경우 장치의 장착 초기에 치아에 가해지는 힘이 생리적으로 허용하는 한계인 0.1㎜를 초과할 경우 통증을 유발하거나 때로는 치근의 흡수를 초래하기 때문에 치료목적을 달성하기 위해서는 많은 단계로 세분하여야 하고 이는 치료원가의 상승뿐만 아니라 치료기간이 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, so the device is not seated well and it is difficult to move the teeth properly. In addition, the invisalign orthodontic device has a hard property of the transparent orthodontic device due to the hard material characteristics. In other words, if the tooth movement distance is artificially increased during treatment with these devices, when the force applied to the teeth at the initial stage of installation of the device exceeds the physiologically acceptable limit of 0.1 mm, it causes pain or sometimes leads to absorption of the root. In order to achieve the purpose of treatment, it has to be subdivided into many steps, which is a cause of an increase in treatment cost as well as an increase in treatment period.
상기와 같은 문제점을 개선하기 하기 위해 종래기술로는 공개특허공보 제10-2019-0019847호의 치아교정기(이하 '선행기술 1'이라 함)가 개시되어 있다.In order to improve the above problems, as a prior art, the orthodontic appliance of Patent Publication No. 10-2019-0019847 (hereinafter referred to as 'prior art 1') is disclosed.
치아 교정기는 치열궁에 분리 가능하게 착용되도록 되어 있는 교정 유닛을 포함한다. 상기 교정 유닛은 교정을 필요로 하는 적어도 하나의 제1 치아를 수용하기 위한 적어도 하나의 제1 수용부를 포함한다. 상기 제1 수용부의 형상은 제1 치아가 치조골을 향해 이동하는 것을 허용한다. 적어도 하나의 세장형 개구가 상기 교정 유닛의 교합면에 형성되어 있고 상기 교정 유닛의 혀측 표면 및 구강 표면까지 연장되어 있다. 상기 개구는 제1 치아의 교합면, 혀측 표면 및 구강 표면의 일부분을 노출시킨다. 제1 치아를 치조골에 밀어넣기 위해, 힘 인가 어셈블리는 상기 개구를 통해 제1 치아와 접촉하여 제1 치아에 힘을 인가하도록 구성되어 있다.The orthodontic braces include an orthodontic unit adapted to be detachably worn on the dental arch. The orthodontic unit includes at least one first receiving portion for receiving at least one first tooth in need of orthodontic treatment. The shape of the first receptacle allows the first tooth to move toward the alveolar bone. At least one elongate opening is formed in the occlusal surface of the orthodontic unit and extends to the lingual and oral surfaces of the orthodontic unit. The opening exposes a portion of the occlusal, lingual and oral surfaces of the first tooth. To push the first tooth into the alveolar bone, the force application assembly is configured to contact and apply a force to the first tooth through the opening.
그러나, 상기 선행기술 1은 교정기를 치아에 밀착되어 안착되도록 하기 위해 별도의 부가장치가 더 부가되어야 하는 불편함이 있었다.However, in the prior art 1, there was an inconvenience that a separate additional device had to be further added to ensure that the braces were seated in close contact with the teeth.
또 다른 선행문헌으로는 공개특허공보 제10-2019-0143823호의 제거 가능한 치아교정 장치(이하 '선행기술 2'라 함)가 기재되어 있다.As another prior document, a removable orthodontic device (hereinafter referred to as 'prior art 2') of Patent Publication No. 10-2019-0143823 is described.
제거 가능한 치아교정 장치는 고정 캡 세그먼트, 이동 캡 세그먼트, 한 쌍의 스프링 요소, 및 안내 와이어를 포함한다. 고정 캡 세그먼트는 치조궁의 전방 치아들 상에 제거 가능하게 착용된다. 이동 캡 세그먼트는 치조궁의 하나의 측부 상의 적어도 하나의 후방 치아 상에 제거 가능하게 착용된다. 스프링 요소들은 이동 캡 세그먼트를 고정 캡 세그먼트에 대해 이동시키기 위한 탄성적 탄력을 생성하기 위해 고정 캡 세그먼트와 이동 캡 세그먼트 사이에 배치된다. 안내 와이어는 U-자 형상 부분 및 2개의 봉 부분을 구비한다. U-자 형상 부분은 이동 캡 세그먼트의 3개의 측벽 내에 매립되고 3개의 측벽 주변에 배치되며, 그리고 봉 부분들은 이동 캡 세그먼트의 이동을 안내하기 위해 고정 캡 세그먼트의 협측 측벽 및 설측 측벽 내에 형성되는 안내 채널들 내에 수용된다.A removable orthodontic device includes a fixed cap segment, a movable cap segment, a pair of spring elements, and a guide wire. The anchoring cap segment is removably worn on the anterior teeth of the alveolar arch. The movable cap segment is removably worn on at least one posterior tooth on one side of the alveolar arch. Spring elements are disposed between the fixed cap segment and the moving cap segment to create a resilient force for moving the moving cap segment relative to the fixed cap segment. The guide wire has a U-shaped portion and two rod portions. The U-shaped portion is embedded in and disposed around the three sidewalls of the moving cap segment, and the rod portions are guides formed in the buccal and lingual sidewalls of the fixed cap segment to guide the movement of the moving cap segment. accommodated within the channels.
또한, 상기 선행기술 2는 그 구조가 복잡하여 제조가 어려운 단점이 있었다.In addition, the prior art 2 had a disadvantage in that it was difficult to manufacture due to its complicated structure.
또한, 형상기억 능력이 없는 투명교정장치의 경우 각 단계당 최대 치아 이동 가능 범위(Range of action)인 치근막 넓이인 0.1㎜를 넘어설 수 없다. 만약 이 범위를 넘어간다면 투명교정장치의 높은 경도로 인해 장치착용에 있어서 힘이 들고 통증이 심할 뿐 아니라 장치의 파열 또는 심한 경우 치아 뿌리의 흡수를 야기할 수 있는 문제점이 있다.In addition, in the case of a transparent orthodontic appliance without shape memory ability, it cannot exceed 0.1 mm, the fascia width, which is the maximum range of action for each step. If it exceeds this range, the high hardness of the transparent aligner has a problem in that it is difficult to wear the device and causes severe pain, as well as rupture of the device or absorption of the tooth root in severe cases.
이에 이러한 문제점을 개선하기 위해 광경화성인 온도 가변형-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 a 3D printer as a transparent aligner made of a photocurable temperature-variable-shape memory polymer. do.
이에 대하여 본 출원인은 온도에 따라 형상기억능력이 부여된 소재를 이용한 투명교정장치를 특허출원(10-2021-0125694. 2021. 9. 23.)하여 2022. 3. 25.자로 등록되었다(등록특허공보 제2379569호, 온도 가변형-형상기억폴리머를 이용한 치과용 투명교정장치 및 그 제조방법). In this regard, the present applicant filed a patent application (10-2021-0125694. 2021. 9. 23.) for a transparent aligner using a material to which shape memory ability is given according to temperature and was registered on March 25, 2022 (registered patent) Publication No. 2379569, temperature-variable type-a transparent orthodontic device for dental use using shape-memory polymer and a method for manufacturing the same).
본 발명의 목적은 치아 교정시 환자에게 거부감이 들지 않도록 투명한 재질의 온도 가변형 치아 교정장치와 그 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a temperature-variable orthodontic device of a transparent material and a manufacturing method thereof so that a patient does not feel objectionable during orthodontic treatment.
본 발명의 또 다른 목적은 온도 가변형 치아 교정장치와 그 제조방법을 제공함으로써, 치아교정단계별로 이용되는 교정장치의 수를 최소화 할 수 있도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a temperature variable orthodontic appliance and a manufacturing method thereof, so that the number of orthodontic appliances used for each orthodontic step can be minimized.
본 발명의 또 다른 목적은 보다 정밀한 발치공간의 조절 교정이 가능하도록 하는 온도 가변형 치아 교정장치와 그 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a temperature-variable orthodontic device and a method for manufacturing the same, which enable more precise adjustment of the extraction space.
본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 온도 가변형 치아 교정장치에 있어서,In the temperature variable orthodontic device for achieving the technical problem of the present invention,
앞니 쪽 또는 발치부위 앞부분에 위치하는 치아에 씌어지는 전단치아인입부(11)와, 후단에 위치하는 어금니 부분 또는 발치부위 뒷부분에 위치하는 치아에 씌우는 후단교정장치(12)로 구성되는 치아인입부(10);와 상기 전단치아인입부(11)와 후단치아인입부(12)의 사이에 위치하며, 온도에 따라 가변되어 치아가 발거된 공간을 좁히는 단축 또는 치아와 치아 사이의 여백 공간을 넓히는 확장 기능을 구비하는 온도가변부(20)로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도 가변형 치아 교정장치를 제공하게 된다.A tooth inlet part consisting of a
이때, 상기 온도가변부(20)는 일개 또는 복수개가 형성될 수 있도록 하고, 상기 온도가변부(20)는 일부분에 주름이 형성되는 주름형(20A), 아치형상으로 형성되는 아치형(20B) 및 내측에 공간이 형성되는 다이아몬드형(20C) 중 어느 하나의 형태 또는 두 가지 이상의 형태가 적용될 수 있도록 한다.At this time, the temperature
또한, 상기 온도가변부(20)는, 실리콘 또는 온도 가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer) 재질로 형성되고, 상기 온도가변부(20)는 색상발현을 위한 안료가 더 첨가될 수 있으며, 상기 온도가변부(20)는 항균성 물질을 더 첨가할 수 있는 것을 특징으로 하는 온도 가변형 치아 교정기를 제공하게 된다.In addition, the
상기와 같은 온도 가변형 치아 교정기는 환자 치아를 3D스캐너를 이용하여 환자의 치아를 스캔하는 단계(S10); 상기 환자치아를 스캔하는 단계(S10)에서 스캔된 데이터를 통하여 환자의 현 구강 상태를 데이터로 획득하는 단계(S20); 상기 현 구강 상태를 데이터로 획득하는 단계(S20)에서 획득된 데이터를 기반으로 교정 목표를 설정함과 동시에 성정된 교정목표에 따라 온도가변부(20)의 종류를 결정하는 교정 목표 설정 단계(S30); 교정 목표 설정 단계(S30)에서 설정된 교정 목표에 따라 현재 구강 상태에서 교정 목표까지의 단계를 치아 이동량의 기준에 따라 세분화 하는 단계(S40); 상기 세분화 단계(S40)에서 설정된 각 세분화 단계에 따라 각 세분화된 데이터를 바탕으로 치아 교정장치를 디자인하는 단계(S50); 및 상기 치아 교정장치를 디자인하는 단계(S50)에서 디자인된 치아 교정장치의 완성된 디자인을 이용하여 치아 교정장치를 3D프린팅 하는 단계(S60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도 가변형 치아 교정장치 제조방법을 통하여 제조될 수 있다.The temperature-variable dental braces as described above include: scanning the patient's teeth using a 3D scanner (S10); Acquiring the current oral state of the patient as data through the data scanned in the step (S10) of scanning the patient's teeth (S20); A calibration target setting step (S30) of setting a calibration target based on the data obtained in the step (S20) of acquiring the current oral state as data and at the same time determining the type of the
또한, 상기 광경화성인 온도 가변형- 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 나타낼 수 있으며, 상기 치아 교정장치에 대한 3D 프린팅의 적층가공방식은 SLA(Stereo Lithography Apparatus, 광경화성 수지 조형) 또는 DLP(Digital Light Processing) 방식 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 온도 가변형 치아 교정장치 제조방법을 제공함으로써 본 발명의 목적을 보다 잘 달성할 수 있는 것이다.In addition, the photocurable temperature-variable-shape memory polymer exhibits continuous and weak elasticity even at 36.5° C., which is an oral body temperature lower than 50° C. to 70° C., which is the glass transition temperature that exhibits the most efficient shape memory effect. and it can exhibit a shape memory effect of recovering to the original shape memorized, and the additive manufacturing method of 3D printing for the orthodontic device is either SLA (Stereo Lithography Apparatus, photocurable resin molding) or DLP (Digital Light Processing) method. It is possible to better achieve the object of the present invention by providing a method for manufacturing a temperature-variable orthodontic appliance, characterized in that one is.
본 발명에 따른 온도 가변형 치아 교정장치와 그 제조 방법을 제공함으로써, 종래의 브라켓과 와이어 등을 사용하지 않고 사용자의 치아를 본뜸으로써 치아가 발거된 공간을 온도가변부를 통해 폐쇄 혹은 확장할 수 있는 효과가 있다.By providing a temperature-variable orthodontic appliance and a method for manufacturing the same according to the present invention, it is possible to close or expand the space from which the teeth are extracted by imitating the user's teeth without using conventional brackets and wires, etc. there is
본 발명에 따른 온도 가변형 치아 교정장치 및 그 제조 방법을 제공함으로써, 온도 가변형-형상기억폴리머가 기억된 원래 형상으로 돌아가는 탄성력을 적극 활용하여 기존 치아 교정장치에 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.By providing a temperature-variable orthodontic appliance and a method for manufacturing the same according to the present invention, the temperature-variable-shape memory polymer actively utilizes the elastic force to return to the stored original shape to replace the device rather than the orthodontic method using the existing orthodontic appliance. The frequency is greatly reduced, the side effects that may occur during the treatment process and the pain felt by the patient are eliminated, and the cost and time for orthodontic treatment can be significantly reduced.
또한, 치아 이동량이 크다 하더라도 유리전이온도 이상에서 현재 환자의 치열상태에 맞추어 미리 완전하게 변형시켜 놓을 수 있으므로 치아 교정장치 착용 시 이물감이나 통증이 발생하지 않도록 각 단계당 0.2㎜ 이상으로 치아를 이동시킬 수 있으므로 치료 단계 및 치료 기간의 현저한 감소를 이끌어 낼 수 있는 효과가 있다.In addition, even if the amount of tooth movement is large, it can be completely deformed in advance according to the patient's dental condition above the glass transition temperature. Therefore, there is an effect that can lead to a significant reduction in the treatment stage and treatment period.
도 1은 본 발명에 따른 온도 가변형 치아 교정장치의 사시도이다.
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 온도 가변형 치아 교정장치의 동작구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 온도 가변형 치아 교정장치의 다양한 실시예를 도시한 예시도이다.1 is a perspective view of a temperature variable orthodontic appliance according to the present invention.
2 and 3 are cross-sectional views for explaining the operation structure of the temperature variable orthodontic appliance according to the present invention.
4 and 5 are exemplary views showing various embodiments of the temperature variable orthodontic appliance according to the present invention.
본 명세서 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.The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and examples.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.Hereinafter, prior to the description with reference to the drawings, it is not shown or specifically described for the known components that are not necessary to reveal the gist of the present invention, that is, a known configuration that can be obviously added by those skilled in the art with ordinary knowledge. reveal the sound
도 1은 본 발명에 따른 온도 가변형 치아 교정장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a temperature variable orthodontic appliance according to the present invention.
도 1을 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명은 온도 가변형 치아 교정장치는 상악 또는 하악에 씌워 사용하는 마우스피스(mousepiece)타입 또는 치아 일부분에 적용할 수 있는 브리지(Bridge)타입으로, 치아가 발거된 공간을 수축하는 폐쇄형과, 치아와 치아 사이의 여백 공간을 넓혀 임플란트(Implant) 또는 틀니를 사용할 수 있도록 하는 확장형으로 적용할 수 있도록 치아를 인입하는 치아인입부(10)와 상기 치아인입부(10)의 사이에 위치하는 온도가변부(20)로 구성된다.When described in detail with reference to FIG. 1, the present invention is a temperature-variable orthodontic appliance that is a mouthpiece type that is used to cover the upper or lower jaw or a bridge type that can be applied to a part of a tooth, and the tooth is removed. The
여기서, 상기와 같은 폐쇄형과 확장형은 사용자의 구강상태 및 의사의 소견에 따라 다르게 형성되거나 동일한 제조방법에 의해 제조될 수 있다.Here, the closed type and the expanded type as described above may be formed differently depending on the oral condition of the user and the opinion of the doctor, or may be manufactured by the same manufacturing method.
상기와 같은 치아인입부(10)는 교정 구간의 전단부에 위치하는 치아가 인입되는 전단치아인입부(11)와 상기 전단치아인입부(11)와 이격되어 후단부에 위치하는 치아가 인입되는 후단치아인입부(12)로 구성된다.The tooth lead-in
본 발명에서는 상기 전단치아인입부(11)는 앞니 및 이와 인접한 치아 부분으로 구성되고, 상기 후단치아인입부(12)는 양쪽 어금니 및 이와 인접한 부분을 예를 들어 설명하고 있으나, 이를 한정하는 것은 아니다.In the present invention, the
상기와 같은 전단치아인입부(11)와 후단치아인입부(12)의 사이에는 온도에 의해 가변될 수 있는 온도가변부(20)가 형성된다.Between the
상기와 같은 온도가변부(20)는 온도 가변성 형상기억 재질로 형성되어, 일정 수준의 온도에 도달하게 되면, 가변되어 기억되어 있는 형상으로 변형되게 된다.The temperature
상기와 같은 온도가변부(20)는 발치공간(a) 및 여백공간(b)을 확장 및 단축하여 교정할 수 있도록 하는 것이다.The temperature
보다 상세하게 설명하면, 치아 중 일부분을 발거하여 교정할 경우 발치된 부분의 폭을 넓혀 임플란트 또는 부분 틀니와 같은 교정부재를 이용할 경우 온도가변부(20)가 확장되도록 하고, 발치한 부분의 폭을 줄여 양 옆에 위치한 치아가 가까워지도록 할 경우 온도가변부(20)가 단축되도록 하는 것이다.In more detail, when a portion of the tooth is extracted and corrected, the width of the extracted portion is widened so that the
이때, 상기 온도가변부(20)는 치아인입부(10)와 이형 재질 또는 동일 재질을 사용하게 된다.In this case, the temperature
보다 구체적으로는 치아 교정장치를 환자에 맞게 제조할 때, 치아인입부(10)는 열 또는 외부 압력에 의해 변형되지 않도록 열경화성 재질로 형성되고, 온도가변부(20)는 일정조건의 온도가 가해질 시 가변될 수 있도록 온도가변성 재질로 형성되는 이형 재질로 형성되는 컴비네이션 타입의 재질이 적용된다.More specifically, when the orthodontic appliance is manufactured to suit a patient, the tooth lead-in
또는 치아인입부(10)와 온도가변부(20) 모두 동일한 온도 가변형 재질로 형성되어 환자가 최초 착용하고 일정조건의 온도가 가해짐으로써 치아인입부(10)가 수축되고, 온도가변부(20)가 가변되어 치아에 밀착되며, 온도가변부(20)의 확장 또는 단축 작용이 일어날 수 있도록 하는 것이다.Alternatively, the
여기서, 상기와 같은 치아인입부(10)와 온도가변부(20)의 재질은 실시 형태에 따라 실리콘 또는 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer)으로 형성된다.Here, the material of the
상기 온도가변형-형상기억폴리머는 대한민국 등록특허 제10-2281789호에 기재되어 있는 광경화성 조성물을 이용한다.The temperature-variable-shape memory polymer uses the photocurable composition described in Korean Patent Registration No. 10-2281789.
상기 실리콘 또는 온도 가변형-형상기억폴리머는 기본적으로 투명한 재질로 형성되나, 색상을 발현할 수 있도록 안료를 더 첨가할 수 있다.The silicone or temperature-variable-shape memory polymer is basically formed of a transparent material, but a pigment may be further added to express color.
예를 들어, 심미적으로 미백효과를 나타낼 수 있도록 하는 백색의 안료를 첨가하던지, 환자의 기본 치아와 색상이 유사한 색상의 안료를 첨가하는 등 다양한 색상의 안료를 추가로 더 첨가할 수 있다.For example, pigments of various colors may be additionally added, such as adding a white pigment that can aesthetically exhibit a whitening effect, or adding a pigment having a color similar to that of the patient's basic teeth.
또한, 환자가 치아교정을 위해 오랜시간 동안 착용할 때, 구강내 발생할 수 있는 다양한 균을 살균할 수 있는 항균물질을 더 첨가할 수 있다.In addition, when the patient wears for a long time for orthodontic treatment, an antibacterial material capable of sterilizing various bacteria that may occur in the oral cavity may be further added.
상기 항균물질은 통상적으로 항균성이 있으며, 인체에 무해한 성분은 무엇이든 가능하며, 그 예로, 은(Ag), 구리(Cu), 숯, 황토 등 다양한 재질이 될 수 있다.The antibacterial material has antibacterial properties in general, and any component that is harmless to the human body is possible.
이러한 온도가변부(20)는 다양한 형태로 적용될 수 있는데, 일부분에 주름이 형성되는 주름형(20A), 아치형상으로 형성되는 아치형(20B) 및 내측에 공간이 형성되는 다이아몬드형(20C)으로 형성된다.The
이는 주름, 아치, 다이아몬드와 같은 온도가변부(20)의 부분이 온도에 의하여 가변 변형되어 확장 또는 단축될 수 있도록 하는 것이다.This is to enable the part of the temperature
여기서 상기 주름형(20A)은 확장 또는 단축되는 폭이 큰 경우에 적용하며, 아치형(20B)은 상악과 하악이 맞닿는 부분에 형성될 수 있도록 굴곡이 되는 부분이 비교적 적은 곳에 적용하며, 다이아몬드형(20C)는 강한 힘으로 확장 또는 단축될 수 있도록 하는 곳에 적용하게 된다.Here, the
또한, 상기 다이아몬드형(20C)은 그 중심에 형성되는 홀의 형상이 다이아몬드, 원 타원형 등 다양한 형태의 공간을 갖도록 형성된다.In addition, the diamond shape 20C is formed so that the shape of the hole formed at the center thereof has a space of various shapes, such as a diamond, a circle and an ellipse.
또한, 상기 다이아몬드형(20C)은 횡측방향 또는 종측방향으로 형성될 수 있는데, 보다 상세하게 설명하면, 다이아몬드형태의 각각의 꼭지점 부분이 횡측 평면에 형성되거나, 각각의 꼭지점이 상하방향 즉, 종측면에 형성되는 평면타입으로 형성되도록 한다.In addition, the diamond shape 20C may be formed in the transverse direction or the longitudinal direction. In more detail, each vertex portion of the diamond shape is formed on the transverse plane, or each vertex is formed in the vertical direction, that is, the longitudinal side. It should be formed in a flat type formed on the .
이때, 상기 내측에 형성되는 공간에 의해 다이아몬드형(20C)이 보다 온도에 따라 변형이 용이하게 될 수 있도록 하는 것이다.At this time, the diamond shape 20C is to be more easily deformed according to the temperature by the space formed on the inside.
상기와 같은 다양한 형태의 온도가변부(20)는 치아교정의 형태에 따라 하나의 형태를 적용하거나 또는 두 가지 이상의 형태를 적용할 수 있다.The temperature
예를 들어, 치아가 발거된 부분이 여러 곳일 경우 한 곳은 주름형(20A), 또 다른 곳은 아치형(20B)과 같이 복합적으로 적용할 수 있는 것이다.For example, when there are several places where the teeth are removed, one place is a wrinkle type (20A), and the other place is an arch type (20B) that can be applied in combination.
이러한, 온도 가변형 치아 교정장치의 단축형과 확장형은 사용자의 구강상태 및 의사의 소견에 따라 다르게 형성되나 제작 방법은 일정 부분 동일할 수 있다.The shortened type and the extended type of the temperature variable orthodontic appliance are formed differently depending on the oral condition of the user and the opinion of the doctor, but the manufacturing method may be partially the same.
상기 치아 교정장치를 제작하는 단계는 다음과 같다.The steps of manufacturing the orthodontic device are as follows.
환자치아를 3D스캐너를 이용하여 스캔하는 환자치아를 스캔하는 단계(S10), 상기 환자치아를 스캔하는 단계(S10)에서 스캔된 데이터를 통하여 환자의 현 구강 상태를 데이터로 획득하는 단계(S20), 상기 현 구강 상태를 데이터로 획득하는 단계(S20)에서 획득된 데이터를 기반으로 교정 목표를 설정함과 동시에 설정된 교정목표에 따라 온도 가변부(20)의 종류를 결정하는 교정 목표 설정 단계(S30), 교정 목표 설정 단계(S30)에서 설정된 교정 목표에 따라 현재 구상 상태에서 교정 목표까지의 단계를 치아 이동량의 기준에 따라 세분화하는 단계(S40), 상기 세분화 단계(S40)에서 설정된 각 세분화 단계에 따라 각 세분화된 데이터를 바탕으로 치아 교정장치를 디자인하는 단계(S50) 및 상기 치아 교정장치를 디자인하는 단계(S50)에서 디자인된 치아 교정장치의 완성된 디자인을 이용하여 치아 교정장치를 3D프린팅하는 단계(S60)로 구성된다.Scanning the patient's teeth to scan the patient's teeth using a 3D scanner (S10), and acquiring the patient's current oral state as data through the data scanned in the step (S10) of scanning the patient's teeth (S20) , Calibration target setting step (S30) of setting a calibration target based on the data obtained in the step (S20) of acquiring the current oral state as data and at the same time determining the type of the
1. 환자치아를 스캔하는 단계(S10)1. Scanning the patient's teeth (S10)
환자치아를 스캔하는 단계(S10)은 상악 또는 하악의 치아를 3D스캐너로 스캔하여 치료 전 치아의 구조와 위치를 3D데이터로 획득하는 과정을 말하는 것이다.Scanning the patient's teeth (S10) refers to the process of acquiring the structure and position of the teeth as 3D data before treatment by scanning the teeth of the maxilla or mandible with a 3D scanner.
여기서, 상기 치교 전 치아의 구조와 위치에 대한 3D데이터는 환자의 현재 구강 상태를 데이터로 획득하여 교정방향 및 교정 목표를 설정하기 위한 것이다.Here, the 3D data on the structure and position of the pre-dental teeth is for setting the orthodontic direction and the orthodontic target by acquiring the patient's current oral state as data.
이때, 3D스캐너는 3D로 스캔할 수 있는 것이면 무엇이든 가능하나 치과용 3D스캐너를 이용하는 것이 바람직하다.In this case, the 3D scanner can be any 3D scanner, but it is preferable to use a dental 3D scanner.
2. 환자의 현재 구강 상태를 데이터로 획득하는 단계(S20)2. Step of acquiring the patient's current oral state as data (S20)
환자의 현재 구상 상태를 데이터로 획득하는 단계(S20)는 환자치아를 스캔하는 단계(S10)에서 획득된 3D데이터를 기반으로 하여 환자의 현재 구강상태에 대한 정보를 획득하는 것이다.The step of acquiring the patient's current spherical state as data (S20) is to acquire information on the patient's current oral state based on the 3D data acquired in the step (S10) of scanning the patient's teeth.
보다 구체적으로 설명하면, 환자의 구강 형태, 상악과 하악의 교합형태, 치아의 배열형태와 같은 정보를 그래픽을 포함하는 3D형태의 영상정보로 획득하고, 획득된 영상정보를 기반으로 각각의 특이한 부분에 대한 특징정보들도 획득하게 되는 것이다.More specifically, information such as the patient's oral shape, maxillary and mandibular occlusal form, and tooth arrangement form is acquired as 3D image information including graphics, and each specific part is based on the obtained image information. Characteristic information about the will also be obtained.
3. 교정 목표 설정 단계(S30)3. Calibration target setting step (S30)
교정 목표 설정 단계(S30)는 상기 현재 구강 상태를 데이터로 획득하는 단계(S20)에서 획득된 데이터를 기반으로 교정 목표를 설정하는 것이다.The calibration target setting step (S30) is to set the calibration target based on the data obtained in the step (S20) of acquiring the current oral state as data.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 환자의 현재 구강상태를 데이터로 획득하는 단계(S20)에서 획득된 정보를 바탕으로 상기 환자의 최종 교정치료 목표를 설정하는 것이다. More specifically, based on the information obtained in the step (S20) of acquiring the patient's current oral state as data, the final orthodontic treatment goal of the patient is set.
이때 환자의 설정된 교정 목표에 따라 온도가변부(20)의 종류 등을 미리 결정하게 된다.At this time, the type of the
4. 세분화하는 단계(S40)4. Segmentation step (S40)
세분화하는 단계(S40)는 교정 목표 설정 단계(S30)에서 설정된 교정 목표에 따라 현재 구상 상태에서 교정 목표까지의 단계를 치아 이동량에 따라 세분화 하는 것이다.The subdivision step (S40) is to subdivide the step from the current conception state to the orthodontic target according to the orthodontic target set in the orthodontic target setting step (S30) according to the amount of tooth movement.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 교정 목표 설정 단계(S30)에서 설정된 교정목표에 따라 교정이 요구되는 부분의 전단 및/또는 후단의 치아 이동량을 1STEP 당 0.2~0.3㎜로 설정하게 된다.More specifically, according to the orthodontic target set in the orthodontic target setting step S30, the tooth movement amount of the front end and/or the rear end of the portion requiring orthodontic treatment is set to 0.2 to 0.3 mm per 1 STEP.
예를 들어, 교정이 요구되는 치아의 발거부분을 1.5㎝라고 가정하는 경우 총 60STEP(평균 이동거리는 0.25㎜인 경우)으로 세분화 과정을 설정하게 된다.For example, if it is assumed that the extraction part of the tooth requiring correction is 1.5 cm, the subdivision process is set to a total of 60 STEPs (when the average moving distance is 0.25 mm).
5. 치아 교정장치를 디자인하는 단계(S50)5. Designing the orthodontic device (S50)
치아 교정장치를 디자인하는 단계(S50)는 상기 세분화하는 단계(S40)에서 설정된 STEP별로 세분화된 데이터를 바탕으로 치아 교정장치인 전단, 후단 및 온도가변부의 형상을 각 STEP별로 디자인하게 된다In the step of designing the orthodontic device (S50), the shape of the front end, the rear end, and the temperature variable part, which is the orthodontic device, is designed for each step based on the data subdivided for each step set in the subdivision step (S40).
이때, 상기 치아 교정장치의 디자인은 3D 모델링 프로그램을 이용하여 디자인하는 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다.In this case, the design of the orthodontic device is preferably designed using a 3D modeling program, but is not limited thereto.
6. 3D프린팅 하는 단계(S60)6. 3D printing step (S60)
치아 교정장치를 디자인 하는 단계(S50)에서 디자인된 치아 교정장치의 완성된 디자인을 이용하여 치아 교정장치를 각 STEP별 3D프린팅 하는 것이다.The orthodontic appliance is 3D printed for each STEP by using the completed design of the orthodontic appliance designed in the step of designing the orthodontic appliance (S50).
이때, 상기 치아 교정장치는 이전 단계(S50)에서 디자인된 세분화 과정별 각각의 세분화 과정에서 요구되는 치아 교정장치를 제조하는 것으로, 여기서, 적용되는 방법으로는 3D 프린터를 이용하여 제조하게 된다.At this time, the orthodontic appliance is to manufacture the orthodontic appliance required in each subdivision process for each subdivision process designed in the previous step (S50), and here, the applied method is manufactured using a 3D printer.
여기서 사용되는 방법으로는 3D 프린팅의 적층가공방식은 SLA(Stereo Lithography Apparatus, 광경화성 수지 조형) 또는 DLP(Digital Light Processing) 방식 중 어느 하나의 방법을 적용하게 된다.As the method used here, the additive manufacturing method of 3D printing is to apply any one method of SLA (Stereo Lithography Apparatus, photocurable resin molding) or DLP (Digital Light Processing) method.
또한, 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 addition, when performing additive manufacturing with a 3D printer, a UV laser, which is a photocurable method that uses ultraviolet rays, moves by drawing a line, or the SLA (Stereo Lithography Apparatus) method, similar to an image projector, uses an ultraviolet lamp and a dimming device. Additive manufacturing can be performed using a digital light processing (DLP) method that hardens an entire layer at once like a camera flash fires, and the 3D printing method can be selected depending on the material applicable to 3D printing.
또한, 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 addition, a material that can be applied to the 3D printing method of the dental model in the medical field may be used, and preferably, the material may be a photocurable resin cured using ultraviolet (UV; Ultraviolet), but is not limited thereto. does not
한편, 본 발명에서 치아 교정장치를 3D 프린터로 적층가공할 때는 광경화성인 온도 가변형-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 orthodontic appliance is laminated with a 3D printer, a photocurable temperature-variable-shaped memory polymer is used, so a photocurable UV laser that uses ultraviolet rays moves while drawing a line (SLA) Additive manufacturing can be done using the Stereo Lithography Apparatus method or DLP (Digital Light Processing) method that hardens the entire layer at once, similar to an image projector, using a UV lamp and a light dimmer to harden the entire layer at once. have.
따라서 상기 치아 교정장치에 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 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 0.05 ~ 0.1㎜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 stored 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 0.05 ~ 0.1mm, and since it is thinner than a sheet of paper, it is possible to make an elaborate three-dimensional model.
또한, 상기와 같은 광경화성인 온도 가변형- 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 나타낼 수 있도록 한다.In addition, the photocurable temperature variable-shaped memory polymer (thermoplastic shapememory polymer) has a continuous and weak elasticity even at 36.5 °C, which is an oral body temperature lower than 50 °C to 70 °C, which is the glass transition temperature that exhibits the most efficient shape memory effect. It enables the shape memory effect to be restored to the original memorized shape.
여기서 상기 온도 가변형-형상기억폴리머는 대한민국 등록특허 제10-2281789호에 기재되어 있는 광경화성 조성물을 이용한다.Here, the temperature-variable-shape memory polymer uses the photocurable composition described in Korean Patent Registration No. 10-2281789.
또한, 프린팅 전에 사용자가 색상을 선택하는 선택단계를 포함할 수 있다.In addition, it may include a selection step in which the user selects a color before printing.
사용자가 선택적으로 색상을 선택하지 않을 경우, 투명재질을 기본으로 사용하도록 한다.If the user does not selectively select a color, a transparent material is used as a default.
상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.What has been described above using the drawings is to describe only the main points of the present invention, and it is obvious that the present invention is not limited to the configuration of the drawings as much as various designs are possible within the technical scope.
10 : 치아인입부
11 : 전단치아인입부
12 : 후단치아인입부
20 : 온도가변부10: tooth inlet
11: Shear tooth entry
12: posterior tooth entry
20: temperature variable part
Claims (9)
앞니 쪽 또는 발치부위 앞부분에 위치하는 치아에 씌어지는 전단치아인입부(11)와,
후단에 위치하는 어금니 부분 또는 발치부위 뒷부분에 위치하는 치아에 씌우는 후단치아인입부(12)로 구성되는 치아인입부(10);와
상기 전단치아인입부(11)와 후단치아인입부(12)의 사이인 공간에 위치하며, 온도에 따라 가변되어 상기 공간을 좁히는 단축 또는 상기 공간을 넓히는 확장 기능을 구비하는 온도가변부(20)로서, 상기 온도가변부(20)는 일부분에 주름이 형성되는 주름형(20A), 아치형상으로 형성되는 아치형(20B) 및 내측에 공간이 형성되는 다이아몬드형(20C) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 온도 가변형 치아 교정장치.
In the temperature variable orthodontic appliance,
The front tooth inlet 11, which is worn on the tooth located in the front of the incisor or the extraction site, and,
Tooth inlet portion (10) consisting of a rear end tooth inlet portion (12) overlaid on a tooth located at the rear portion of the molar portion or the extraction site located at the rear end; and
It is located in the space between the front tooth inlet 11 and the rear tooth inlet 12, and is variable according to temperature and has a shortening function to narrow the space or an expansion function to widen the space (20) As, the temperature variable part 20 is characterized in that any one of a corrugated shape (20A) in which wrinkles are formed in a portion, an arcuate shape (20B) formed in an arc shape, and a diamond shape (20C) in which a space is formed on the inside Temperature variable orthodontic appliance.
상기 온도가변부(20)는 일개 또는 복수개가 형성될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 온도 가변형 치아 교정장치.
The method of claim 1,
The temperature variable orthodontic device 20, characterized in that to be formed so that one or a plurality of temperature variable.
상기 온도가변부(20)는,
실리콘 또는 온도가변형-형상기억폴리머(thermoplastic shapememory polymer) 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 온도 가변형 치아 교정장치.
The method of claim 1,
The temperature variable unit 20,
Temperature-variable orthodontic appliance, characterized in that it is formed of a silicone or temperature-variable-shape memory polymer (thermoplastic shapememory polymer) material.
상기 온도가변부(20)는 색상발현을 위한 안료가 더 첨가될 수 있는 것을 특징으로 하는 온도 가변형 치아 교정장치.
5. The method of claim 4,
The temperature variable unit 20 is a temperature variable orthodontic device, characterized in that the pigment for color expression can be further added.
상기 온도가변부(20)는 항균성 물질을 더 첨가할 수 있는 것을 특징으로 하는 온도 가변형 치아 교정장치
5. The method of claim 4,
The temperature variable part 20 is a temperature variable orthodontic device, characterized in that it can further add an antibacterial material
상기 환자치아를 스캔하는 단계(S10)에서 스캔된 데이터를 통하여 환자의 현재 구강 상태를 데이터로 획득하는 단계(S20);
상기 현재 구강 상태를 데이터로 획득하는 단계(S20)에서 획득된 데이터를 기반으로 교정 목표를 설정함과 동시에 설정된 교정목표에 따라 일부분에 주름이 형성되는 주름형(20A), 아치형상으로 형성되는 아치형(20B) 및 내측에 공간이 형성되는 다이아몬드형(20C) 중 어느 하나인 온도가변부(20)의 종류를 결정하는 교정 목표 설정 단계(S30);
교정 목표 설정 단계(S30)에서 설정된 교정 목표에 따라 현재 구상 상태에서 교정 목표까지의 단계를 치아 이동량의 기준에 따라 세분화하는 단계(S40);
상기 세분화 단계(S40)에서 설정된 각 세분화 단계에 따라 각 세분화된 데이터를 바탕으로 치아 교정장치를 디자인 하는 단계(S50); 및 상기 치아 교정장치를 디자인 하는 단계(S50)에서 디자인된 치아 교정장치의 완성된 디자인을 이용하여 치아 교정장치를 3D프린팅 하는 단계(S60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도 가변형 치아 교정장치 제조방법
Scanning the patient's teeth using a 3D scanner, scanning the patient's teeth (S10);
Acquiring the current oral state of the patient as data through the data scanned in the step (S10) of scanning the patient's teeth (S20);
A wrinkle type (20A) in which wrinkles are formed in a part according to the set correction target and at the same time setting a correction target based on the data obtained in the step (S20) of acquiring the current oral state as data, an arcuate type formed in an arcuate shape (20B) and a calibration target setting step (S30) of determining the type of the temperature variable part 20, which is any one of the diamond shape (20C) having a space formed therein;
Step (S40) of subdividing the steps from the current conception to the orthodontic target according to the orthodontic target set in the orthodontic target setting step (S30) according to the standard of the tooth movement amount;
designing an orthodontic device based on each subdivided data according to each subdivision step set in the subdivision step (S40) (S50); and 3D printing the orthodontic device using the completed design of the orthodontic device designed in the step of designing the orthodontic device (S50) (S60).
상기 치아교정장치는 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 나타내는 것을 특징으로 하는 온도 가변형 치아 교정창치 제조방법.
8. The method of claim 7,
The orthodontic device is temperature-variable- shape memory polymer (thermoplastic shape memory polymer) exhibits continuous and weak elasticity even at 36.5 ° C. and temperature-variable orthodontic appliance manufacturing method, characterized in that it exhibits a shape memory effect of recovering to the memorized original shape.
상기 치아 교정장치에 대한 3D 프린팅의 적층가공방식은 SLA(Stereo Lithography Apparatus, 광경화성 수지 조형) 또는 DLP(Digital Light Processing) 방식 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 온도 가변형 치아 교정장치 제조방법.8. The method of claim 7,
The additive manufacturing method of 3D printing for the orthodontic device is a temperature-variable orthodontic device manufacturing method, characterized in that either SLA (Stereo Lithography Apparatus, photocurable resin molding) or DLP (Digital Light Processing) method.
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