KR102511765B1 - 가변 크기의 아치와이어 슬롯을 갖는 치과교정 시스템 - Google Patents

가변 크기의 아치와이어 슬롯을 갖는 치과교정 시스템 Download PDF

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Abstract

가변 크기의 슬롯을 갖는 브래킷을 구비한 치과교정 시스템이 개시된다.

Description

가변 크기의 아치와이어 슬롯을 갖는 치과교정 시스템
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2017년 1월 3일 출원된 미국 가출원 제62/441,839 및 2017년 5월 22일 출원된 미국 특허 출원 제15/601,646호와 관련되며 이의 우선권을 주장한다.
본 개시는 치과교정 장치에 관한 것으로, 특히 환자 치아의 오정렬을 교정하는 데 사용되는 치과교정 장치에 관한 것이다. 일반적으로 브레이스(brace)라고 하는 이러한 장치는 사람의 교합(bite)과 관련하여 치아의 위치를 잡을 뿐만 아니라 환자의 입 모양을 개선하도록 치아를 정렬하고 똑바르게 하는 데 사용된다. 이러한 장치는 반대교합(underbite), 피개교합(overbite), 부정교합(malocclusion), 및 치아의 다양한 오정렬을 교정하는 데 사용될 수 있다.
브레이스는 일반적으로 환자의 치아상에 조립된 세 가지 유형의 구조를 포함한다. 먼저 치료를 받는 각각의 치아에 슬롯을 갖는 브래킷(bracket)이 부착된다. 미국 특허공보 US 5,139,419 A(1992.08.18.)는 환자의 구강 내 치아 모델에 기초하여 치과교정 브레이스를 형성하기 위해 아치와이어를 수용하기 위한 브래킷에 제공될 기하 구조(예: 홈)를 결정하는 단계를 포함하는 치과교정 브레이스 형성 방법을 설명한다. 부착은 일반적으로 일정 형태의 접착제를 사용하여 수행된다. 이후 해당되는 상단/하단 치열의 인접한 브래킷 슬롯 내에 아치와이어(archwire)가 삽입되고 조여진다. 아치와이어는 일정 형태의 결찰(ligating) 구조에 의해 각각의 슬롯 내에서 제자리에 유지된다. 역사적으로, 이러한 결찰 구조는 탄성 밴드였지만, 최근의 대안은 브래킷 내의 슬롯을 개방하여 아치와이어를 삽입하고 슬롯을 폐쇄하여 아치와이어를 슬롯 내의 제자리에 유지하는 슬라이딩 또는 힌지 도어를 사용하는 브래킷의 자가-결찰 구조를 사용한다 이 조립체가 제자리에 놓이게 되면, 시간이 지남에 따라 아치와이어의 장력이 환자의 치아를 원하는 위치로 정렬시킨다.
브레이스를 사용하는 환자 치아의 치료는 치료가 진행됨에 따라 진행을 모니터하고 브레이스를 조절하기 위해 몇 차례 반복되는 약속을 필요로 한다. 치료 기간 및 반복되는 조정은 종종 환자에게 짜증이 나는 일이다. 따라서, 환자의 치아를 보다 효율적으로 정렬함으로써 치료 기간을 단축시키는, 브레이스를 사용하여 환자를 치료하기 위한 개선된 시스템이 요구된다.
본 개시는 일반적으로 환자의 구강 내의 치아의 오정렬을 교정하기 위한 개선된 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 제 1 양태는 제 1 치과용 브래킷과, 제 2 치과용 브래킷 및 아치와이어를 갖는 장치를 포함할 수 있다. 제 1 치과용 브래킷은 아치와이어를 수용하기 위한 제 1 아치와이어 슬롯을 갖는다. 제 2 치과용 브래킷은 아치와이어를 수용하기 위한 제 2 아치와이어 슬롯을 갖고, 제 2 아치와이어 슬롯은 제 1 아치와이어 슬롯의 크기와 다른 크기를 갖는다. 아치와이어는 제 1 아치와이어 슬롯과 제 2 아치와이어 슬롯 모두를 통해 배치된다.
상기한 장치의 일부 바람직한 실시형태에서, 제 1 아치와이어 슬롯은 제 2 아치와이어 슬롯의 단면 형상과 다른 단면 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 일부 실시형태에서, 제 1 아치와이어 슬롯은 정사각형 아치와이어를 밀접하게 캡슐화하기 위한 크기의 정사각형 형상을 가질 수 있다. 이러한 일부 실시형태에서, 제 2 아치와이어 슬롯은 제 1 치과용 브래킷의 정사각형 아치와이어 슬롯보다 아치와이어에 대해 더 많은 유격(play)을 제공하는 크기의 직사각형 형상을 가질 수 있다.
상기한 장치의 일부 바람직한 실시형태에서, 제 1 치과용 브래킷은 전치(anterior tooth)에 부착되고 제 2 치과용 브래킷은 구치(posterior tooth)에 부착된다.
상기한 장치의 일부 바람직한 실시형태는 제 1 치과용 브래킷과 제 2 치과용 브래킷 사이에 제 3 치과용 브래킷을 포함할 수 있고, 제 3 치과용 브래킷은 제 1 아치와이어 슬롯의 크기와 다른 크기 및 제 2 아치와이어 슬롯의 크기와 다른 크기를 갖는 제 3 아치와이어 슬롯을 갖는다. 이러한 일부 실시형태에서, 제 1, 제 2 및 제 3 아치와이어 슬롯의 서로에 대한 각각의 단면적은 치열 정중선(dental midline)에 대해 치열궁의 원위 방향으로 증가한다.
상기한 장치의 일부 바람직한 실시형태에서, 제 1 아치와이어 슬롯과 제 2 아치와이어 슬롯의 교합측-치은측(occlusal-gingival) 치수는 동일하다.
본 개시의 제 2 양태는, 제 1 아치와이어 슬롯을 갖는 제 1 치과용 브래킷이 제 1 치아에 부착될 수 있는 방법이다. 제 2 아치와이어 슬롯을 갖는 제 2 치과용 브래킷은 제 2 치아에 부착될 수 있다. 아치와이어가 제 1 아치와이어 슬롯보다 제 2 아치와이어 슬롯에서 더 많은 이동 자유도를 갖도록, 제 1 치과용 브래킷은 제 1 아치와이어 슬롯과 제 2 아치와이어 슬롯 모두에 배치된 아치와이어를 사용하여 제 2 치과용 브래킷에 연결될 수 있다.
상기한 방법의 일부 바람직한 실시형태에서, 아치와이어는 둥근 단면을 갖는다.
상기한 방법의 일부 바람직한 실시형태에서, 제 1 아치와이어 슬롯은 정사각형 단면을 갖고 제 2 아치와이어 슬롯은 직사각형 단면을 갖는다.
상기한 방법의 일부 바람직한 실시형태는 둥근 단면의 제 1 아치와이어를 정사각형 단면의 제 2 아치와이어로 대체하는 단계를 포함할 수 있다.
상기한 방법의 일부 바람직한 실시형태에서, 제 2 아치와이어는 제 1 아치와이어 슬롯에 의해서는 밀접하게 캡슐화되지만 제 2 아치와이어 슬롯에 의해서는 밀접하게 캡슐화되지 않는 크기를 갖는다.
상기한 방법의 일부 바람직한 실시형태에서, 제 1 치과용 브래킷은 전치에 부착되고 제 2 치과용 브래킷은 구치에 부착된다.
상기한 방법의 일부 바람직한 실시형태에서, 제 1 아치와이어 슬롯과 제 2 아치와이어 슬롯의 교합측-치은측 치수는 동일하다.
본 발명을 보다 잘 이해하고, 이를 실시하는 방법을 나타내기 위해, 첨부된 도면을 예로서 참조할 것이다, 도면에서:
도 1은 아치와이어를 사용하여 치과 장치가 부착된 치열을 도시한다.
도 2는 도 1의 치과 장치의 단면도를 도시한다.
도 3a 내지 도 3c는 환자의 치아를 원하는 위치를 향해 점증적으로 이동시키기 위해 도 1의 치과 장치에 다양한 형상의 아치와이어를 점진적으로 적용하는 치료 프로그램의 일시적인 진행을 도시한다.
도 4a는 본 명세서에 개시된 신규한 치과교정 시스템을 이용하는 도 1의 라인 A-A를 따른 단면을 도시한다.
도 4b는 본 명세서에 개시된 신규한 치과교정 시스템을 이용하는 도 1의 라인 B-B를 따른 단면을 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 도 3a 내지 도 3c의 시스템에 비해 도 4a 및 도 4b의 치과교정 시스템에서의 가속된 토크 제어를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 도 3a 내지 도 3c의 시스템에 비해 도 4a 및 도 4b의 치과교정 시스템에서 가속된 팁 제어를 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는 도 3a 내지 도 3c의 시스템에 비해 도 4a 및 도 4b의 치과교정 시스템에서 가속된 회전 제어를 도시한다.
예비적으로, 다음의 용어는 각각 다음과 같은 의미를 가지며, 숙련자가 이해해야 한다. 이들 의미는 본 기술 분야의 숙련자가 명세서를 쉽게 이해할 수 있도록 제공된다.
전방 - 머리 또는 입술의 앞쪽을 향하는 방향; "후방"의 반대쪽.
전치 - 하나의 송곳니로부터 다른 송곳니로 이어지는 하악(mandibular) 또는 상악(maxillary) 중 어느 하나 위의 치아.
협측(buccal) - 일반적으로 구치와 관련하여 사용되는, 뺨을 향하는 방향; "설측(lingual)"의 반대쪽.
협측-설측 방향 - 환자의 뺨과 환자의 혀 사이에서 이어지는 임의의 특정 구치를 통과하는 또는 이를 따르는 방향.
원위 - 치열 정중선에서 멀리 떨어진 특정 치아의 측면상의 방향; 내측(mesial)의 반대쪽.
치열궁(dental arch) - 하악 또는 상악 중 어느 하나에서의 치열.
치열 정중선 - 환자의 입을 두 개의 절반으로 분할하는 가상선으로서, 환자의 두 개의 중간 전치를 통해 입의 뒤쪽으로 이어진다.
치은측 - 특정 치아 아래에 있는 잇몸을 향하는 방향.
절단측(incisal) - 특정 전치의 교합면을 향하는 방향.
절단측-치은측 방향 - 교합면으로부터 해당 치아 아래의 잇몸으로 이어지는 임의의 특정 전치를 통과하는 또는 이를 따르는 방향.
순측(labial) - 일반적으로 전치와 관련하여 사용되는, 입술을 향하는 방향; 설측의 반대쪽.
순측-설측 방향 - 환자의 입술과 환자의 혀 사이에서 이어지는 임의의 특정 전치를 통과하는 또는 이를 따르는 방향.
하악 - 아래턱과 관련됨.
상악 - 위턱과 관련됨.
근심측(mesial) - 치열 정중선을 향하는 특정 치아의 측면상의 방향; 원위의 반대쪽.
근심-원위 방향 - 치아의 근심 측에서 치아의 원위 측으로 이어지는 임의의 특정 치아를 통한 방향. 치아와 관련하여 근심-원위 방향은 본질적으로 관련 상부 또는 하부 치열을 통해 곡선을 따른다.
교합측 - 특정 구치의 교합면을 향하는 방향.
교합측-치은측 방향 - 교합면으로부터 해당 치아 아래의 잇몸으로 이어지는 특정 구치를 통과하는 또는 이를 따르는 방향.
후방 - 머리의 뒤쪽을 향하는 방향; 전방의 반대쪽.
구치 - 송곳니 뒤의 하악 또는 상악 중 어느 하나 위의 치아.
회전 - 절단측-치은측 방향으로 배향된 수직축을 중심으로 하는 치료 과정 동안의 치아의 각 회전.
팁 - 협측-설측 방향으로 배향된 수평축을 중심으로 하는 치료 과정 동안의 치아의 각 회전.
토크(torque) - 근심-원위 방향으로 배향된 수평축을 중심으로 하는 치료 과정 동안의 치아의 각 회전.
도 1 및 도 2를 참조하면, 브레이스를 포함하는 치료 시스템(1)은 아치와이어 슬롯(6) 및 아치와이어 슬롯(6)용 커버(5)와 같은 결찰 구조와 같은 적절한 수단을 통해 아치와이어(4)에 의해 함께 연결된 다수의 브래킷(2)을 사용하여 환자의 치열(3)에 적용될 수 있다. 초기에 언급한 바와 같이, 브레이스를 사용하는 환자의 치료는 전형적으로 아치와이어(4)의 반복적인 조정을 필요로 하고, 따라서 시간이 지남에 따라 브래킷(2)을 통해 치아(3)에 가해지는 아치와이어(4)의 장력으로 인해 치아(3)가 원하는 최종 위치로 이동한다.
또한, 도 3a 내지 도 3c는 일반적인 선행 기술의 조정 절차를 도시하고 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 치열궁을 따라 환자의 치아(3) 각각에 접착된 각각의 브래킷(2) 내의 아치와이어 슬롯(6)은 결찰 구조(5)에 의해 일단이 폐쇄된 길쭉한 직사각형 구멍으로 형성될 수 있다. 결찰 구조(5)는 아치와이어 슬롯 위의 슬라이딩 또는 힌지 도어일 수 있고, 또는 탄성 밴드일 수 있고, 또는 임의의 다른 적절한 구조일 수 있다. 한 세트의 브레이스가 환자의 치아 각각에 처음 적용될 때, 원형 단면의 아치와이어(4)가 사용될 수 있다. 통상적으로 원형 아치와이어(4)는, 직사각형 슬롯(6)에 끼워진 원형 단면의 아치와이어와 함께 아치와이어(4)가 환자의 치아(3)에 비교적 작은 힘을 가하도록 그리고 치아(3)가 더욱 정렬된 상태로 이동할 때 브래킷(2)이 서로에 대해 이동할 수 있도록 상당한 유격을 갖도록, 비교적 유연한 니켈-티타늄 재료로 제조된다. 또한, 원형 아치와이어(4)가 사용될 때, 치아(3)의 토크 제어가 없는데, 아치와이어(4)의 비틀림이 브래킷(2)에 어떠한 회전력도 가하지 않기 때문이다.
결국, 도 3b에 도시된 또 다른 치료 단계에서, 원형 단면의 아치와이어는 아치와이어 슬롯보다 작은 직사각형 정사각형 단면의 아치와이어로 대체되는데, 이 또한 니켈 티타늄으로 제조될 수 있지만 대체되는 니켈-티타늄 원형 아치와이어보다 더 딱딱한 베타-티타늄 합금으로 제조되기도 한다. 이러한 제 2 치료 단계는 아치와이어(4)와 브래킷(2)을 통해 치아(3)에 적용되는 힘과 제어를 강화하고, 브래킷(2)은 제 1 치료 단계에서 존재하는 것보다 아치와이어(4)에 대해 작은 유격을 갖는다.
마지막으로, 도 3c에 도시된 최종 치료 단계에서, 작은 직사각형 단면의 아치와이어는 더 큰 직사각형 단면의 아치와이어로 대체되는데, 이는 일반적으로 대체되는 니켈-티타늄 정사각형 아치와이어보다 더 딱딱한 스테인리스 강으로 제조된다. 이러한 제 3 치료 단계는 아치와이어(4)와 브래킷(2)을 통해 치아(3)에 가해지는 힘과 제어를 다시 강화하고, 아치와이어(4)의 재료 및 아치와이어(4)의 단면이 아치와이어 슬롯(6) 내에 꼭 맞는 형상을 갖는다는 사실을 고려할 때, 브래킷(2)은 제 1 및 제 2 치료 단계에서 존재하는 것보다 서로에 대해 매우 작은 유격을 갖는다.
본 발명자들은 치료하는 동안 모든 치아가 동시에 동일한 양의 유격을 받을 필요는 없다는 인식을 기반으로 도 3a 내지 도 3c에 도시된 것보다 더욱 효율적인 치료 시스템이 적용될 수 있다는 것을 발견했다. 구체적으로, 본 발명자들은 브레이스를 이용하는 치과 치료의 주요 목적 중 하나가 원하는 미적 외모를 달성하기 위한 전치의 정확한 위치선정이라는 것과 구치의 위치선정이 정밀할 필요는 없다는 것을 확인하였다. 따라서, 개선된 시스템은 하악 또는 상악의 치열궁을 따라 배치하기 위해 한 세트의 브래킷(2)을 사용하는 것이 바람직하며, 여기서 아치와이어 슬롯의 단면은 치열 정중선, 즉 전방 브래킷으로부터 후방 브래킷까지 치열궁의 원위 방향으로 변한다. 이 시스템은 현재 시스템에 비해 다음과 같은 이점을 제공한다:
- 치열궁의 전방 부분의 치아에 대한 증가된 제어로 인한 향상된 치료의 질.
- 치아가 원하는 위치로 효율적으로 이동할 수 있도록 적절한 이동의 자유를 제공하면서 현재 시스템과 비교할 때 치료 시간을 단축하는, 치료 동안의 치아 이동의 초기 제어.
- 아치와이어 치수의 적절한 크기조정으로 인한 작고 효율적인 힘에 의한 개선된 환자 경험.
개선된 시스템에서, 각각의 브래킷의 아치와이어 슬롯은 최종 치료 단계에서 삽입될 아치와이어의 크기뿐만 아니라 아치와이어 슬롯을 형성하는 브래킷이 치열궁의 근심-원위 방향을 따라 부착될 치아의 위치 모두에 비례하는 크기를 갖는다. 예를 들어, 도 4a는 최종 치료 단계에서 사용될 아치와이어(110) 둘레에 꼭 맞게 끼워지는 크기를 갖는 정사각형인 아치와이어 슬롯(105)을 갖는 개선된 치과용 브래킷(100)을 도시하고 있다. 아치와이어 슬롯(105)을 갖는 치과용 브래킷은 바람직하게 도 1의 라인 A-A를 따라 배치된 전치(120)에 부착된다. 바람직하게, 하악 및 상악 치열궁의 중앙, 외측 및 송곳니에 대해 사용되는 브래킷은 정사각형 아치와이어 슬롯(105)을 갖는다. 이들 전방 브래킷(100) 내의 정사각형 아치와이어 슬롯(105)은 이들 전치(120)의 위치선정에서 가장 높은 정확도를 제공한다.
반대로, 도 4b는 최종 치료 단계에서 사용될 아치와이어(110) 둘레에 느슨하게 끼워지는 크기를 갖는 직사각형 아치와이어 슬롯(115)을 갖는 치과용 브래킷(102)을 도시하고 있다. 아치와이어 슬롯(115)을 갖는 치과용 브래킷(102)은 바람직하게 도 1의 라인 B-B를 따라 배치된 전치(150)에 부착된다. 바람직하게, 직사각형 단면의 아치와이어 슬롯(115)을 갖는 브래킷(102)은 소구치(bicuspid)와 대구치(molar) 상에서 사용된다. 바람직하게, 일부 실시형태에서, 치아(120)와 치아(150) 사이의 치아 상에 연속적으로 배치된 브래킷(102)의 아치와이어 슬롯(115)의 크기는 도 4a에 도시된 크기와 형상으로부터 도 4b에 도시된 크기와 형상으로 일부 미리 정의된 방식으로 변한다. 이러한 방식으로 모든 치료 단계 동안 전치는 구치보다 작은 이동의 자유를 갖는 반면, 동시에 치열궁 내의 치아는 전체적으로 충분한 이동의 자유를 갖는다.
본 기술 분야의 숙련자는 도 4a 및 도 4b에 도시된 개선된 시스템에서, 아치와이어 단면은 치료 초기에는 둥근 단면으로 진행한 다음, 치료 과정에 걸쳐 다양한 둥근 단면 및 정사각형 단면을 거쳐 이들 두 도면에 도시된 바와 같이 정사각형 단면을 갖는 최종 아치와이어로 진행할 수 있다는 것을 알 것이다. 최종 정사각형 단면의 아치와이어는 치아 이동에 환자 친화적이고 효과적인 힘을 생성한다. 또한 최종 아치와이어의 정사각형 단면은 치아 위치에 대한 우수한 제어를 제공한다.
본 기술 분야의 숙련자는 또한 개시된 시스템 및 방법의 다른 실시형태는 방금 기술한 것 이외의 다른 단면 형상을 사용할 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 치과용 브래킷(100)은 직사각형 단면이지만 치과용 브래킷(102)의 아치와이어 슬롯보다 작은 아치와이어 슬롯을 가질 수 있다. 유사하게, 일부 실시형태에서, 치과용 브래킷(102)은 치과용 브래킷(100)의 아치와이어 슬롯보다 큰 정사각형 단면의 아치와이어 슬롯을 가질 수 있다.
바람직한 일 실시형태에서, 이 시스템에서의 최종 아치와이어는 0.020 인치의 순측-설측 치수 및 0.020 인치의 교합측-치은측 치수, 즉 0.020 인치 × 0.020 인치의 아치와이어를 갖는다. 다른 실시형태에서, 최종 아치와이어의 순측-설측 및 교합측-치은측 치수는 0.017 인치 × 0.017 인치의 정사각형 내지 0.021 인치 × 0.021 인치의 정사각형 범위일 수 있다.
아치와이어 슬롯의 교합측-치은측 치수는 바람직하게 모든 브래킷에 대해 일정하게 유지되어 상악 및 하악 치열궁 내의 모든 치아의 토크 및 팁 위치선정의 정확도를 향상시킨다. 일부 실시형태에서 아치와이어의 교합측-치은측 치수의 백분율로서 모든 브래킷 내의 아치와이어 슬롯의 교합측-치은측 치수는 105%이며 102% 내지 110%의 범위이다. 0.020 인치 × 0.020 인치의 정사각형인, 최종 아치와이어를 사용하는 시스템의 브래킷 내의 아치와이어 슬롯의 교합측-치은측 치수는 이러한 실시형태에서는 0.021 인치이며, 0.0204 인치 내지 0.022 인치 범위이다.
소구치와 대구치 대해 사용되는 브래킷 내의 아치와이어 슬롯의 순측-설측 치수를 비례적으로 점진적으로 증가시킴으로써 이들 치아 모두에 대해 증가된 이동의 자유가 달성된다. 브래킷 내의 아치와이어 슬롯의 순측-설측 치수는 다음의 표에 명시된 바와 같이 상악 및 하악 치열궁 모두에서 중심으로부터 대구치로의 아치형 와이어의 순측-설측 치수의 백분율로서 점진적으로 증가한다:
치아 위치 바람직한
실시형태(%)		 범위
최소(%) 최대(%)
중앙 105 102 110
외측 105 102 110
송곳니 105 102 110
제 1 소구치 115 110 125
제 2 소구치 115 110 125
제 1 대구치 130 120 140
제 2 대구치 130 120 140
아치와이어 순측-설측 치수(%)로서의 슬롯의 순측-설측 치수
0.020 인치 × 0.220 인치 정사각형인 최종 아치와이어를 사용하는 시스템의 브래킷 내의 아치와이어 슬롯의 순측-설측 치수는 다음과 같다:
치아 위치 바람직한
실시형태(인치)		 범위
최소(인치) 최대(인치)
중앙 0.021 0.0204 0.022
외측 0.021 0.0204 0.022
송곳니 0.021 0.0204 0.022
제 1 소구치 0.023 0.022 0.025
제 2 소구치 0.023 0.022 0.025
제 1 대구치 0.026 0.024 0.028
제 2 대구치 0.026 0.024 0.028
표 1 및 표 2에 도시된 치수에 따라 정사각형 최종 아치와이어와 결합된 아치와이어 슬롯 치수의 이러한 조합은, 감소된 치료 시간을 위해 치아 이동의 효율적인 제어를 유지하면서 전치의 정확한 위치선정을 야기하는 시스템을 제공한다. 구체적으로는, 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 아치와이어 슬롯(105 및 115)은 기존 시스템에서보다 치료 초기에 치아 위치선정에 대한 더 큰 제어를 제공한다. 또한, 도 5a 및 도 5b는 마무리 치료 단계 동안 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 브래킷을 사용하여 전치(도 5a) 및 구치(도 5b)에 제공된 토크에 대한 제어를 도시하고 있다. 브래킷(100, 102)을 연결하는 아치와이어(110)가 각각 슬롯(105 및 115) 내에서 비틀어지면, 정사각형 아치와이어(110)의 모서리는 회전 각도(160)(도 5a) 및 회전 각도(165)(도 5b)에서 아치와이어 슬롯의 측면에 걸리고, 따라서 브래킷이 부착된 치아에 대해 힘을 전달하고, 결과적으로 치아는 근심-원위 방향으로 배향된 축을 중심으로 회전하게 된다. 특히, 각도(160 및 165) 모두는 직사각형 슬롯 내의 직사각형 아치와이어의 결과를 나타내는 도 5c에 도시된 각도(170)보다 작다. 이는 도 5a 및 도 5b의 시스템이 초기 치료 단계에서 도 5c의 시스템보다 위치선정에 대한 더 양호한 제어를 갖는다는 것을 의미한다.
도 6a 및 도 6b는 "팁"에 대한 제어에 관한 동일한 현상을 도시하고 있다. 도 6a는 브래킷에 부착된 치아의 위치를 잡기 위해 아치와이어가 사용되는 아치와이어 슬롯(105)을 갖는 브래킷(100)을 도시하고 있다. 본 기술 분야의 숙련자는 도 6a의 도면이 또한 브래킷(100)에 의해 제공되는 치아 이동에 대한 제어를 나타낸다는 것을 알 것이다. 다시, 각도(175)는 도 6b의 선행 기술의 시스템에 의해 달성된 각도(180)보다 현저하게 작다.
도 7a 내지 도 7c는 "회전"에 대한 제어에 관한 동일한 현상을 도시하고 있다. 도 7a는 브래킷에 부착된 치아의 위치를 잡기 위해 아치와이어가 사용되는 아치와이어 슬롯(105)을 갖는 브래킷(100)을 도시하고 있다. 도 7b는 브래킷에 부착된 치아의 위치를 잡기 위해 아치와이어가 사용되는 아치와이어 슬롯(115)을 갖는 브래킷(100)을 도시하고 있다. 다시, 각도(185 및 190)는 도 7c의 선행 기술의 시스템에 의해 달성된 각도(195)보다 현저하게 작다.
본원에 기술된 개선된 시스템이 표 2, 표 3 및 표 4에 도시된 측정값을 갖는 아치와이어 슬롯 내에서 0.014 직경의 아치와이어를 사용하는 예시적인 실시형태로서의 초기 치료 단계를 사용하여 도 5a 내지 도 7c에 도시된 선행 기술의 시스템에 비해 토크, 팁 및 회전에 대한 제어의 개선을 상세하게 기술한다. 이러한 초기 치료 단계에서, 바람직하게 둥근 아이와이어가 사용되는데, 둥근 아치와이어는 비틀어질 때 아치와이어 슬롯에 걸리는 가장자리를 갖지 않기 때문에 토크 제어를 제공하지 않지만, 4.46 도의 회전 제어 및 3.83 도의 팁 제어를 달성한다. 그러나, 초기 치료 단계에서의 선행 기술의 시스템은 유사하게 토크에 대한 제어를 제공하지 않지만, 단지 8.47 도의 회전 제어 및 4.29 도의 팁 제어를 제공할 수 있다. 토크에 대한 제어와 같이, 표 3은 개시된 시스템이 모든 치료 단계에서 치아 이동에 대한 더 큰 제어를 제공하는 것을 보여준다.
단계 초기 작동
 마무리 & 세부 사항
X-섹션 .014 Rd. .018 × .018 .020 × .020 .020 × .020
재료 NiTi NiTi NiTi TMA 또는 SS
제어 토크 록업( Lock-up) 제어 없음 14.20 도 4.18 도 4.18 도
회전 록업 4.46 도 1.92 도 0.64 도 0.64 도
팁 록업 3.83 도 1.92 도 0.55 도 0.55 도
개시된 시스템
단계 초기 작동
 마무리 & 세부 사항
X-섹션 .014 Rd. .018 Rd. .014 × .025 .018 × .025 .019 × .025
재료 NiTi NiTi NiTi NiTi SS
제어 토크 록업 제어 없음 제어 없음 28.77 도 13.78 도 10.88 도
회전 록업 8.47 도 6.09 도 1.85 도 1.85 도 1.85 도
팁 록업 4.29 도 2.15 도 4.29 도 2.15 도 1.62 도
선행 기술의 시스템
이론상으로는 선행 기술의 시스템이 현재 개시된 시스템과 같은 제어 정도를 갖도록 변형될 수 있지만, 이는 직사각형 아치와이어 슬롯(6)의 폭을 좁히는 것을 수반할 것이다. 그러나, 그렇게 함에 있어서, 아치와이어에 의해 야기된 환자의 치아에 대한 힘은 정사각형 아치와이어와 비교하여 직사각형 아치와이어의 더 높은 관성 모멘트로 인해 환자에게 과도하고 매우 불편할 것이다. 따라서, 본원에 개시된 시스템 및 방법은 종래 기술에 비해 현저한 개선을 나타낸다.
본 발명은 기술된 특정 실시형태에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 정의되고, 균등론 또는 집행 가능한 청구 범위를 문언적 범위를 넘어 확대하는 다른 원칙들을 포함하는 현행 법의 원칙에 따라 해석되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 변형이 이루어질 수 있다는 것을 알 것이다. 문맥이 달리 지시하지 않는 한, 청구범위에서 요소의 경우의 수에 대한 언급은, 그것이 하나의 경우 또는 하나 이상의 경우에 대한 언급이건 간에, 적어도 요소의 명시된 경우의 수를 필요로 하지만, 명시된 것보다 많은 해당 요소의 경우를 갖는 구조 또는 방법을 청구 범위에서 배제하지는 않는다. 청구범위에서 사용될 때 "포함하는"이라는 단어 또는 그 파생어는 청구된 구조 또는 방법 내의 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는 비독점적인 의미로 사용된다.

Claims (14)

  1. 제 1 아치와이어 슬롯을 갖는 제 1 치과용 브래킷으로서,
    상기 제 1 아치와이어 슬롯은 상기 제 1 치과용 브래킷의 상단면으로부터 제 1 바닥까지 하향 연장되고, 상기 제 1 아치와이어 슬롯은 상기 상단면으로부터 순측-설측 방향(labial-lingual direction)으로 상기 제 1 바닥까지 측정된 제 1 깊이 및 교합측-치은측 방향(occlusal-gingival direction)으로 가로질러 연장되는 제 1 폭을 갖고, 상기 제 1 아치와이어 슬롯은 아치와이어를 수용하기 위한 크기와 치수를 갖고, 상기 제 1 치과용 브래킷은 상기 제 1 아치와이어 슬롯 위로 연장되는 제 1 결찰 구조(ligating structure)를 더 포함하는,
    상기 제 1 치과용 브래킷과;
    제 2 아치와이어 슬롯을 갖는 제 2 치과용 브래킷으로서,
    상기 제 2 아치와이어 슬롯은 상기 제 2 치과용 브래킷의 상단면으로부터 제 2 바닥까지 하향 연장되고, 상기 제 2 아치와이어 슬롯은 상기 제 2 치과용 브래킷의 상단면으로부터 순측-설측 방향으로 상기 제 2 바닥까지 측정된 제 2 깊이 및 교합측-치은측 방향으로 가로질러 연장되는 제 2 폭을 갖고, 상기 제 2 아치와이어 슬롯은 상기 아치와이어를 수용하기 위한 크기와 치수를 갖고, 상기 제 2 치과용 브래킷은 상기 제 2 아치와이어 슬롯 위로 연장되는 제 2 결찰 구조를 더 포함하고, 상기 제 2 아치와이어 슬롯은 상기 제 1 아치와이어 슬롯의 크기와는 다른 크기를 갖는,
    상기 제 2 치과용 브래킷과;
    제 3 아치와이어 슬롯을 갖는 제 3 치과용 브래킷으로서,
    상기 제 3 아치와이어 슬롯은 상기 제 3 치과용 브래킷의 상단면으로부터 제 3 바닥까지 하향 연장되고, 상기 제 3 아치와이어 슬롯은 상기 제 3 치과용 브래킷의 상단면으로부터 순측-설측 방향으로 상기 제 3 바닥까지 측정된 제 3 깊이 및 교합측-치은측 방향으로 가로질러 연장되는 제 3 폭을 갖고, 상기 제 3 아치와이어 슬롯은 상기 아치와이어를 수용하기 위한 크기와 치수를 갖고, 상기 제 3 치과용 브래킷은 상기 제 1 아치와이어 슬롯 위로 연장되는 제 3 결찰 구조를 더 포함하고, 상기 제 3 아치와이어 슬롯은 상기 제 1 아치와이어 슬롯의 크기와는 다른 크기 및 상기 제 2 아치와이어 슬롯의 크기와는 다른 크기를 갖는,
    상기 제 3 치과용 브래킷; 및
    상기 제 1 아치와이어 슬롯, 상기 제 2 아치와이어 슬롯, 및 상기 제 3 아치와이어 슬롯 각각을 통해 연장되는 아치와이어를 포함하고,
    상기 아치와이어는 정사각형 형태의 아치와이어이고, 상기 제 1 아치와이어 슬롯의 순측-설측 방향의 상기 제 1 깊이는 상기 정사각형 형태의 아치와이어의 대응하는 순측-설측 치수의 102% 내지 110% 범위이고, 상기 제 2 아치와이어 슬롯의 순측-설측 방향의 상기 제 2 깊이는 상기 정사각형 형태의 아치와이어의 대응하는 순측-설측 치수의 110% 내지 125% 범위이고, 그리고 상기 제 3 아치와이어 슬롯의 순측-설측 방향의 상기 제 3 깊이는 상기 정사각형 형태의 아치와이어의 대응하는 순측-설측 치수의 120% 내지 140% 범위인, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 아치와이어 슬롯은 상기 제 2 아치와이어 슬롯의 단면 형상과는 다른 단면 형상을 갖는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 아치와이어 슬롯, 상기 제 2 아치와이어 슬롯, 및 상기 제 3 아치와이어 슬롯은 상기 정사각형 형태의 아치와이어를 밀접하게 캡슐화하기 위한 크기의 정사각형 형태를 갖는, 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 치과용 브래킷은 전치에 부착될 수 있고 상기 제 2 치과용 브래킷은 구치에 부착될 수 있는, 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 아치와이어 슬롯들의 각자의 제 1 깊이, 제 2 깊이 및 제 3 깊이는 치열 정중선(dental midline)에 대해 치열궁(arch)의 원위 방향(distal direction)으로 증가하는, 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 아치와이어 슬롯, 상기 제 2 아치와이어 슬롯 및 상기 제 3 아치와이어 슬롯의 교합측-치은측 치수는 동일한, 장치.
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