KR102567524B1

KR102567524B1 - 임플란트의 잔류 산 제거 방법

Info

Publication number: KR102567524B1
Application number: KR1020210092170A
Authority: KR
Inventors: 양성준
Original assignee: 주식회사 유니덴탈
Priority date: 2021-07-14
Filing date: 2021-07-14
Publication date: 2023-08-16
Also published as: US20230020276A1; US11772133B2; JP2023014434A; JP7209394B1; KR20230011654A

Abstract

본 발명은 임플란트의 잔류 산 제거 방법에 관한 것으로서, 산을 이용하여 표면처리된 임플란트의 잔류 산 제거 방법에 있어서, 상기 임플란트에 잔존하는 상기 산을 튜브 퍼니스(tube furnace) 내의 고온에서 열분해하여 제거하는 열분해단계; 상기 임플란트에 잔존하는 상기 산에 염기를 처리함으로써 상기 산을 중화시켜 제거하는 염기처리단계; 및 상기 임플란트에 잔존하는 상기 산과 상기 염기를 세척수로 세척하여 제거하는 세척단계를 포함하고, 상기 산은, 강산인 황산 및 염산 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 염기는, 약염기인 탄산수소나트륨 수용액으로 마련되고, 상기 튜브 퍼니스 내의 분위기(atmosphere)는, 아르곤 분위기 또는 수소아르곤 혼합 분위기를 포함한다.
본 발명에 따르면, 픽스쳐의 표면에 잔존하는 산이 효과적으로 제거될 수 있으므로, 식립된 임플란트 주위에 발생할 수 있는 bone loss 문제가 방지될 수 있는 효과가 있다.

Description

임플란트의 잔류 산 제거 방법{METHOD FOR REMOVING RESIDUAL ACID OF IMPLANT}

본 발명은 임플란트의 잔류 산 제거 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표면처리된 임플란트의 표면에 잔류하는 산을 효과적으로 제거할 수 있는 임플란트의 잔류 산 제거 방법에 관한 것이다.

치과용 임플란트(10)는 일반적으로 티타늄 또는 티타늄 합금을 기계적으로 가공한 후, 코팅 등 다양한 표면처리 공정이 수행되어 만들어진다.

이러한 치과용 임플란트(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 인공치아 형상으로 형성되는 크라운(crown, 11)과, 크라운(11)의 하부에 결합되어 크라운(11)을 지지하는 어버트먼트(abutment, 12)와, 치조골에 식립된 후 상부에 어버트먼트(12)가 결합되어 어버트먼트(12)를 지지하는 픽스쳐(fixture, 13)와, 어버트먼트(12)와 픽스쳐(13) 내부에 삽입되어 어버트먼트(12)와 픽스쳐(13)를 견고하게 고정시키는 스크류(screw, 14)로 구성된다.

한편, 상술한 치과용 임플란트(10)의 구성요소 중, 픽스쳐(13)는 SLA(Sandblast Large grit Acid etch) 표면처리, TPS(Titanium Plasma Sprayed surface) 표면처리, RBM(Resorbable Blast Media) 표면처리 등 픽스쳐(13)의 표면을 조면화시켜 골내 적합성을 향상시키는 다양한 표면처리 공정이 수행된다.

이 중, SLA 표면처리는 알루미늄 등의 금속 입자를 블래스팅하여 픽스쳐(13)의 몸체를 깎은 후 강산으로 산부식 처리하는 대표적인 표면처리 방식으로, 픽스쳐(13)의 표면에 1차적으로 황산(H₂SO₄)을 처리하고, 2차적으로 염산(HCl)을 처리함으로써 픽스쳐(13)의 표면을 조면화시킨다.

이 때, SLA 표면처리 후 픽스쳐(13)의 표면에는 황산과 염산이 잔류하게 되는데, 이를 온전히 제거하지 않고 임플란트가 치조골에 식립되는 경우에는 임플란트 주변의 치조골이 녹는 bone loss가 유발되어 결과적으로 임플란트의 실패를 초래하게 되는 문제점이 있다.

이에 따라, 기존의 방식에서는 픽스쳐(13) 표면의 잔류 산을 제거해주기 위해 수산화나트륨(NaOH)과 같은 유독성 강염기를 처리한 후, 8회 이상의 세척과정을 거쳐 픽스쳐(13)의 표면에 잔류하는 강산과 강염기를 제거해주었다.

그러나 이러한 기존의 방식은 수많은 세척과정을 거쳐야만 하므로 임플란트의 전체 생산 수율이 낮아지는 단점이 있으며, 수많은 세척과정에도 불구하고 픽스쳐(13)의 표면에 강산 뿐만 아니라 인체에 유해한 강염기도 충분히 제거되지 못하고 잔류하게 되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1311990호

본 발명의 목적은, 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 표면처리된 임플란트의 표면에 잔류하는 산을 효과적으로 제거할 수 있는 임플란트의 잔류 산 제거 방법을 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 산을 이용하여 표면처리된 임플란트의 잔류 산 제거 방법에 있어서, 상기 임플란트에 잔존하는 상기 산을 튜브 퍼니스(tube furnace) 내의 고온에서 열분해하여 제거하는 열분해단계; 상기 임플란트에 잔존하는 상기 산에 염기를 처리함으로써 상기 산을 중화시켜 제거하는 염기처리단계; 및 상기 임플란트에 잔존하는 상기 산과 상기 염기를 세척수로 세척하여 제거하는 세척단계를 포함하고, 상기 산은, 강산인 황산 및 염산 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 염기는, 약염기인 탄산수소나트륨 수용액으로 마련되고, 상기 튜브 퍼니스 내의 분위기(atmosphere)는, 아르곤 분위기 또는 수소아르곤 혼합 분위기를 포함하는 임플란트의 잔류 산 제거 방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 열분해단계는, 200℃ 내지 500℃에서 1시간 내지 4시간 동안 수행될 수 있다.
또한, 상기 세척단계는, 3회 내지 5회 수행될 수 있다.

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본 발명에 따르면, 픽스쳐의 표면에 잔류하는 산이 효과적으로 제거될 수 있으므로, 식립된 임플란트 주위에 발생할 수 있는 bone loss 문제가 방지될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 픽스쳐를 세척하는 세척단계의 횟수가 대폭적으로 줄어들 수 있으므로, 임플란트의 전체 생산 수율이 향상될 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.

도 1은 치과용 임플란트의 구성들을 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트의 잔류 산 제거 방법의 전체 단계를 도시한 것이고,
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트의 잔류 산 제거 방법을 적용한 임플란트의 pH 측정 시험성적서이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명함에 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

지금부터는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트의 잔류 산 제거 방법(S100)에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트의 잔류 산 제거 방법(S100)의 전체 단계를 도시한 것이다.

본 발명은 산을 이용하여 표면처리된 임플란트의 잔류 산 제거 방법(S100)에 관한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트의 잔류 산 제거 방법(S100)은 열분해단계(S110)와, 염기처리단계(S120)와, 세척단계(S130)를 포함한다.

열분해단계(S110)는 임플란트, 즉, 황산분해반응과 염산분해반응을 통해 픽스쳐(13)의 표면에 잔류하는 황산과 염산을 열분해하여 제거하는 단계로, 튜브 퍼니스(tube furnace) 내에서 수행될 수 있다.

보다 상세하게, 황산분해반응은 300℃ 내지 450℃의 고온에서 황산이 기체상의 삼산화황(SO₃)과 물(H₂0)로 분해되는 열분해반응으로, 황산이 증발되면서 분해되기 시작하고 온도가 높을수록 잘 진행되는 흡열반응이며, 황산분해반응의 메커니즘은 하기의 화학식 1과 같다.

염산분해반응은 고온에서 염산이 기체상의 수소(H₂)와 염소(Cl₂)로 분해되는 열분해반응으로, 염산이 증발되면서 분해되기 시작하고 온도가 높을수록 잘 진행되는 흡열반응이며, 염산분해반응의 메커니즘은 하기의 화학식 2와 같다.

상기 황산분해반응과 염산분해반응에 따라, 열분해단계(S110)는 SLA 표면처리된 픽스쳐(13)가 튜브 퍼니스에 인입된 후, 200℃ 내지 500℃의 고온에서 1시간 내지 4시간동안 수행됨으로써 픽스쳐(13)의 표면에 잔류하는 황산과 염산이 열분해될 수 있다.

여기서 튜브 퍼니스 내의 온도가 200℃ 미만인 경우, 황산분해반응과 염산분해반응이 충분히 일어나지 못하는 문제점이 있고, 튜브 퍼니스 내의 온도가 500℃ 이상인 경우, 하기의 화학식 3과 같이 삼산화황(SO₃)이 이산화황(SO₂)과 산소(O₂)로 분해된 후, 분해된 산소 기체로 인해 티타늄이 산화되어 픽스쳐(13)의 표면에 산화티타늄(이산화 티타늄, titanium dioxide, TiO₂) 막이 형성되는 문제점이 있다.

또한, 튜브 퍼니스 내의 분위기는 수소분위기로 마련될 수 있는데, 튜브 퍼니스 내 흐르는 수소 가스를 통해 열분해된 삼산화황, 염소 등의 가스들이 자연스럽게 흘러갈 수 있도록 마련될 수 있다.

한편, 튜브 퍼니스 내의 분위기는 아르곤 분위기 또는 수소·아르곤 혼합 분위기로 마련될 수 있다.

상술한 바와 같이, 500℃ 근처 또는 그 이상의 고온에서는 추가적으로 삼산화황이 이산화황과 산소로 분해될 수 있는데, 이 때, 발생된 산소 기체로 인해 티타늄이 산화되어 픽스쳐(13)의 표면에 산화티타늄 막이 형성되고, 결과적으로 픽스쳐(13)의 상품성이 현저하게 저하되는 문제점이 있다.

이에 따라 본 발명에서는 티타늄이 산화되어 픽스쳐(13)의 표면에 산화티타늄 막을 형성하는 것을 막기 위해, 튜브 퍼니스 내의 분위기는 산소에 대해 불활성인 아르곤분위기 또는 수소·아르곤 혼합 분위기로 마련될 수 있다.

상술한 바와 같은 열분해단계(S110)에 따르면, 픽스쳐(13) 표면의 황산과 염산이 효과적으로 제거될 수 있음과 동시에 픽스쳐(13)의 표면에 산화티타늄 막이 형성되는 것이 방지되는 효과가 있다.

한편, 열분해단계(S110)에서의 튜브 퍼니스는 복수개의 픽스쳐(13)가 거치될 수 있는 트레이(110)를 포함할 수 있다. 즉, 산을 이용하여 표면처리된 복수개의 픽스쳐(13)는 튜브 퍼니스에 인입될 때 트레이(110)에 거치된 후 인입될 수 있는데, 이러한 트레이(110)는 튜브 퍼니스 내의 고온에 견딜 수 있도록 티타늄 합금으로 마련되는 것이 바람직하다.

한편, 트레이(110)가 튜브 퍼니스의 내주면에 직접 맞닿는 경우, 고온에서 튜브 퍼니스가 파손될 수 있는 문제점이 존재한다. 이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에서 트레이(110)는 본체부(111)와, 제1삽입부(112)와, 제2삽입부(113)를 포함한다.

본체부(111)는 복수개의 픽스쳐(13)가 거치되는 것으로서, 얇은 플레이트 형상으로 마련되며 복수개의 관통홀이 형성된다.

제1삽입부(112)는 본체부(111)의 일측에서 길이방향으로 연장형성되는 것으로서, 튜브 퍼니스의 일측 커버에 형성된 제1삽입홈에 삽입된다.

제2삽입부(113)는 본체부(111)의 타측에서 길이방향으로 연장형성되는 것으로서, 튜브 퍼니스의 타측 커버에 형성된 제2삽입홈에 삽입된다.

즉, 튜브 퍼니스의 일측 커버와 타측 커버에는 트레이(110)의 제1삽입부(112)와 제2삽입부(113)가 삽입될 수 있는 제1삽입홈과 제2삽입홈이 각각 형성되는데, 트레이(110)에 복수개의 픽스쳐를 거치시킨 후 트레이(110)를 튜브 퍼니스 내부로 인입시킬 때, 제1삽입부(112)를 튜브 퍼니스의 일측 커버에 형성된 제1삽입홈에 삽입하여 고정시킨 후, 타측 커버를 닫을 때 제2삽입부(113)가 제2삽입홈에 삽입되어 고정될 수 있도록 하면, 트레이(110)가 튜브 퍼니스 내부에서 안정적으로 고정됨과 동시에 튜브 퍼니스의 내주면에 직접 맞닿지 않도록 할 수 있다.

한편, 제1삽입부(112)와 제2삽입부(113)는 트레이(110)가 튜브 퍼니스 내부에서 안정적으로 고정될 수 있도록 복수개로 형성될 수 있으며, 제1삽입부(112), 제2삽입부(113), 제1삽입홈 및 제2삽입홈의 단면 형상은 사각형 등의 다각형으로 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 트레이(110)에 의하면, 복수개의 픽스쳐(13)가 튜브 퍼니스 내부에서 안정적으로 거치될 수 있으며, 튜브 퍼니스가 고온의 트레이(110)에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

염기처리단계(S120)는 픽스쳐(13)의 표면에 잔존하는 산에 염기를 처리함으로서 산을 중화시켜 제거하는 단계로, 상술한 열분해단계(S110)에서 열분해되지 못한 잔류 황산과 염산을 약염기로 중화시켜 제거하는 단계이다.

기존의 방식에서는 픽스쳐(13) 표면의 잔류 산을 제거해주기 위해 바로 수산화나트륨(NaOH)과 같은 유독성 강염기를 처리해 주었는데, 이러한 방식은 수회 세척단계(S130)를 거쳐도 픽스쳐(13)의 표면에 강염기가 잔류할 수 있어 인체에 해로운 문제점이 있었다.

이에 따라, 본 발명에서는 1차적으로 열분해단계(S110)에서 잔류 황산과 염산을 열분해하여 대부분 제거해준 후, 2차적으로 염기처리단계(S120)에서 인체에 무해한 약염기를 처리함으로써 열분해단계(S110)에서 미처 열분해되지 못한 소량의 잔류 황산과 염산을 중화시켜 제거해줄 수 있다.

이 때, 염기처리단계(S120)에서의 약염기는 대표적인 약염기이며 인체에 무해한 것으로 널리 알려진 탄산수소나트륨(sodium bicarbonate, NaHCO₃) 수용액으로 마련될 수 있다.

상술한 바와 같은 염기처리단계(S120)에 따르면, 열분해단계(S110)에서 미처 열분해되지 못한 소량의 잔류 황산과 염산을 중화시켜 제거해줄 수 있으며, 픽스쳐(13)의 표면에 중화반응에 참여하지 못한 약염기가 잔류하더라도 인체에 무해한 이점이 있다.

세척단계(S130)는 중화반응에 참여하지 못하고 픽스쳐(13)의 표면에 잔존하는 산과 염기를 세척수로 세척하여 제거하는 단계로, 여기서 세척수는 증류수(H₂0(l))로 마련될 수 있다.

기존의 방식에서는 강산인 황산 및 염산, 그리고 강염기인 수산화나트륨을 제거하기 위해 8회 이상의 세척과정을 거쳐야 했는데, 수많은 세척과정으로 인해 전체 임플란트 생산 수율이 저하되는 단점이 있었으며, 세척수만으로 강산과 강염기를 제거하였으므로 강산과 강염기가 충분히 제거되지 못하는 문제점도 있었다.

그러나 본 발명에서는 상술한 열분해단계(S110)에서 황산과 염산이 충분히 제거될 수 있으며, 염기처리단계(S120)에서 인체에 무해한 약염기를 처리하여 산을 제거하므로, 보다 적은 횟수의 세척과정으로도 산과 염기가 제거될 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 세척단계(S130)는 3회 내지 5회로 반복해서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 4회로 반복해서 수행될 수 있다.

상술한 바와 같은 세척단계(S130)에 따르면, 픽스쳐(13)를 세척하는 세척단계(S130)의 횟수가 대폭적으로 줄어들 수 있으므로, 임플란트의 전체 생산 수율이 향상될 수 있는 효과가 있다.

상술한 바와 같은 열분해단계(S110)와, 염기처리단계(S120)와, 세척단계(S130)를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트의 잔류 산 제거 방법(S100)에 따르면, 픽스쳐(13)의 표면에 잔존하는 산이 효과적으로 제거될 수 있으므로, 식립된 임플란트 주위에 발생할 수 있는 bone loss 문제가 방지될 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 픽스쳐(13)를 세척하는 세척단계(S130)의 횟수가 대폭적으로 줄어들 수 있으므로, 임플란트의 전체 생산 수율이 향상될 수 있는 효과가 있다.

이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 본 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다.

실시예 - 본 발명의 잔류 산 제거 방법을 적용한 픽스쳐

도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트의 잔류 산 제거 방법(S100)을 적용한 임플란트, 즉, 픽스쳐(13)의 pH 측정 시험성적서이다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, SLA 표면처리를 한 치과용 임플란트(10)의 픽스쳐(13)를 수소분위기 튜브 퍼니스에 인입한 후, 200℃의 조건 하에서 2시간동안 열분해하여 픽스쳐(13) 표면의 황산과 염산을 제거해준 후, 튜브 퍼니스에서 픽스쳐(13)를 인출하여 3%의 수산화나트륨 수용액으로 픽스쳐(13)의 표면을 중화시켜주었다. 이 후, 픽스쳐(13)를 증류수로 4회 세척해주었다.

실험예 - pH 측정 / 용출물시험

pH 측정은 용출물시험을 통해 이루어졌으며, 4g/20mL/50℃의 조건 하에서 72시간동안 전처리해줌으로써 검액을 용출하여 제조하였다. pH 측정은 대한민국약전 일반시험법 pH항에 따라 수행되었으며, pH 미터는 Mettler사의 S220-BIO 모델을 사용하여 용출된 검액의 pH를 측정하였다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 잔류 산 제거 방법을 적용한 픽스쳐(13)의 pH는 각각 6.48, 6.68로 도출되어 픽스쳐(13) 표면의 잔류 황산과 염산이 효과적으로 제거된 것을 확인할 수 있었다.

이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석 되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

그리고 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 치과용 임플란트
11 : 크라운
12 : 어버트먼트
13 : 픽스쳐
14 : 스크류
S100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트의 잔류 산 제거 방법
S110 : 열분해단계
S120 : 염기처리단계
S130 : 세척단계

Claims

산을 이용하여 표면처리된 임플란트의 잔류 산 제거 방법에 있어서,
상기 임플란트에 잔존하는 상기 산을 튜브 퍼니스(tube furnace) 내의 고온에서 열분해하여 제거하는 열분해단계;
상기 임플란트에 잔존하는 상기 산에 염기를 처리함으로써 상기 산을 중화시켜 제거하는 염기처리단계; 및
상기 임플란트에 잔존하는 상기 산과 상기 염기를 세척수로 세척하여 제거하는 세척단계를 포함하고,
상기 산은,
강산인 황산 및 염산 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 염기는,
약염기인 탄산수소나트륨 수용액으로 마련되고,
상기 튜브 퍼니스 내의 분위기(atmosphere)는,
아르곤 분위기 또는 수소·아르곤 혼합 분위기를 포함하는 임플란트의 잔류 산 제거 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 열분해단계는,
200℃ 내지 500℃에서 1시간 내지 4시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 임플란트의 잔류 산 제거 방법.
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청구항 1에 있어서,
상기 세척단계는,
3회 내지 5회 수행되는 것을 특징으로 하는 임플란트의 잔류 산 제거 방법.
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