KR102656766B1 - 비발치 교정치료용 지그 제조방법 및 그를 이용한 지그 - Google Patents

비발치 교정치료용 지그 제조방법 및 그를 이용한 지그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비발치 치열교정장치를 고정하는 비발치 교정치료용 지그(JIG)의 제조방법 그를 이용한 지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비발치 교정치료 중 시술자가 임플란트 시술시에 PRA(Palatal Retraction Arch)의 설치 위치나 설치상태를 육안으로 용이하게 파악할 수 있도록 지그를 설계하고, PRA 지그를 3D 프린팅으로 제조하여 지그의 제조 오차를 우수하게 감소시키고 제조비용을 절감할 수 있는 비발치 교정치료용 지그 제조방법 및 그를 이용한 지그에 관한 것이다.
본 발명은 피시술자의 구강 구조와 동일한 형상으로 구강모양을 준비하고, 상기 구강모형을 이용하여 구강 내에 장착하기 위한 비발치 교정치료용 지그를 제조하는 방법에 있어서, 상기 피시술자의 구강 전체를 스캔하여 구강 형상의 데이터를 수집하기 위한 디지털 스캔 단계(S10)와; 상기 피시술자의 구강 형상을 기초로 하여 지그를 설계하는 지그 디자인 단계(S20)와; 상기 지그 디자인 단계 후, 획득된 지그의 가공파일 데이타를 전송하는 데이터 전송단계(S30)와; 상기 데이터를 전송 받은 후, 지그를 입체적으로 3D 프린팅하는 단계(S40)와; 상기 지그를 3D 프린팅하고, 지그에 남은 이물질을 제거하기 위한 지그 후처리 단계(S60)를 포함하되, 상기 3D 프린팅 하는 단계(S40)에서 티타늄 재질의 금속재를 투입하고 지그를 가공한 후, 가공된 지그(100)를 밀링으로 가공 처리하는 메탈 밀링단계(S5)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은, 본 발병은, 구강 내 설측 디자인으로 형성하여 환자와 시술자의 편의성이 크게 향상되는 효과가 있고, 인체에 무해하고 쉽게 변형되는 것을 방지하여 장기간 사용할 수 있으며 피시술자의 치아 형태에 따라 맞춤 제작함으로써 환의 신뢰성을 크게 향상시키는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 PRA 지그 데이터를 저장하여 피시술자가 필요로 하는 경우, 언제든지 쉽고 빠르게 제작할 수 있으므로 비용이 절감되고, 작업 및 제조성이 크게 향상되는 효과가 있다.

Description

비발치 교정치료용 지그 제조방법 및 그를 이용한 지그{Method manufacturing jig for PRA and the using the thereof jig}
본 발명은 비발치 치열교정장치를 고정하는 비발치 교정치료용 지그(JIG)의 제조방법 그를 이용한 지그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비발치 교정치료 중 시술자가 임플란트 시술 시에 PRA(Palatal Retraction Arch)의 설치 위치나 설치상태를 육안으로 용이하게 파악할 수 있도록 지그를 설계하고, PRA 지그를 3D 프린팅으로 제조하여 지그의 제조 오차를 우수하게 감소시키고 제조비용을 절감할 수 있는 비발치 교정치료용 지그 제조방법 및 그를 이용한 지그에 관한 것이다.
일반적으로 치아교정장치는 치열이 비뚤어진 치아, 돌출입, 상하악골격차를 외과적으로 보상하기 위한 수술교정 등 균형잡힌 치아를 만들기 위해 널리 사용되고 있고, 대부분 브라켓을 이용한 치열교정이 일반적으로 사용된다.
이와 같이 브라켓을 치아에 부착하는 방식은 치아에 직접 부착하는 직접부착방식과, 치아모델을 만들어 모델에 브라켓을 부착한 후, 이 브라켓을 다시 옮겨 부착하기 위해 실리콘, 금속, 경화수지 등으로 제작된 위치가이드용 지그를 이용하여 치아에 붙이는 간접부착방식이 있다.
직접부착방식은 시술자의 위치와 숙련도 등에 오차가 많이 발생하여 교정효과가 떨어지는 문제점이 있어서 간접부착방식이 선호되고 있다.
하지만, 이러한 간접부착방식도 별도의 치아모델을 만들어야 하므로 치료시간이 많이 걸리고 절차가 복잡하며 지그에 접합시키고 이를 다시 치아에 부착하는 과정에서 오차가 발생하였고, 고가의 기성 브라켓을 사용하는 단점과 재료비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.
그리고, 환자의 치아 상태가 모두 다르고 환자의 치아 상태에 따라 발치 및 비발치, 상하악전치의 후방견인 등 개별적인 치료계획이 있어야 하므로 평균적 치아 데이터를 근거로 제작되는 기성 브라켓을 일률적으로 적용시켜야 하는 점에서 시술시의 오차가 발생하여 교정효과를 저하시키는 문제점이 있었다.
또한, 비발치 치아 교정치료에 있어서 MCPP(Modified C-Palatal Plates)는 수평피개를 가진 2급 부정교합 환자를 치료하기 위해 개발된 구개측 접근법으로서, 상악 치열을 함입시키면서 후방으로 이동시키고 동시에 경사 이동을 최소화하는데 효과적임이 입증되었지만 시술시 식립과 관련하여 염증이 발생하는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제로 실리콘 지그를 사용하여 염증을 줄이려고 시도하였으나 실리콘 지그를 사용하는 방법은 위치 오차를 유발하는 단점이 있었고, 식립 후에는 지그를 제거하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.
한편, PRA(Palatal Retraction Arch, 이하 "PRA"라고 함) 지그는 골격성 고정원을 이용해 전체 치열을 후방 이동하는 비발치 치료방법의 하나인 돌출입을 해소할 수 있도록 하는 MCPA(Multipurpdse C-Palatal Appliance, 이하 "MCPA"라고 함) 시술에 사용되는 교정용 지그이다.
상기 PRA(Palatal Retraction Arch) 지그는 MCPA 치열교정장치를 구개 내부의 기설정된 고정위치에 정확하게 배치하고, 시술자가 MCPA 치열교정기구의 위치를 잡아줌으로써 시술의 편의성을 향상시키고 미리 계획된 위치에 MCPA 치열교정기구를 정확하게 고정시킬 수 있도록 디자인되고 형성된다.
그러나, 종래에는 밴드를 사용해야 함으로써 밴드의 탄성이 저하되는 경우 치아가 원래의 위치로 돌아가는 단점이 있었고, 치아 전체를 탄력적으로 감아야 했으므로 시술이 매우 복잡하였고 어려운 문제점이 있었다.
그리고 밴드를 사용하는 경우에는 변형이 발생하여 일회성으로만 사용하여야 했으므로 재료의 손실이 증가하였고, 이로 인하여 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제10-0865079호 (2008.10.17 등록) 한국등록특허 제10-2090381호(2020. 03.11 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, PRA 치열교정장치용 지그를 3D 스캐닝 및 3D 프린팅 공정을 이용하여 자동화하여 제작함으로써 설측 패드형태의 디자인으로 구현하여 시술자와 피시술자의 편의성을 높일 수 있는 비발치 교정치료용 지그 제조방법 및 그를 이용한 지그를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 치열교정장치의 시술시 배치되는 정확도를 높이고 쉽게 변형되지 않도록 제공할 수 있는 비발치 교정치료용 지그 제조방법 및 그를 이용한 지그를 제공하는 것이다.
본 발명은 숙련자와 비숙련자가 시술시 시술의 차이를 크게 줄이고, 치료계획에 따라 환자별 모양, 굵기를 변경해서 맞춤 디자인을 제공할 수 있는 비발치 교정치료용 지그 제조방법 및 그를 이용한 지그를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은, 인체에 무해하고, 생체 안정성이 뛰어난 티타늄 메탈을 사용하여 강도는 높고 무게는 가벼운 재질을 선택하여 장기간 사용해도 변형이 발생하지 않고 형태를 유지할 수 있는 비발치 교정치료용 지그 제조방법 및 그를 이용한 지그를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 지그의 디자인 설계 및 지그 프린팅 제조를 파트별로 분업화할 수 있도록 함으로써 작업의 난이도를 낮추고 데이터를 저장함으로써 필요시 재생산이 용이하여 TPA, MCPP, MCPA, LA(Lingual Arch) 등 다양하게 응용하여 사용할 수 있는 비발치 교정치료용 지그 제조방법 및 그를 이용한 지그를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 육안으로 확인 할 수 있어서 구강내 식립이 용이할 뿐 아니라 식립 후 제거에도 용이한 비발치 교정치료용 지그 제조방법 및 그를 이용한 지그를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 피시술자의 구강 구조와 동일한 형상으로 구강모양을 준비하고, 상기 구강모형을 이용하여 구강 내에 장착하기 위한 비발치 교정치료용 지그를 제조하는 방법에 있어서, 상기 피시술자의 구강 전체를 스캔하여 구강 형상의 데이터를 수집하기 위한 디지털 스캔 단계(S10)와; 상기 피시술자의 구강 형상을 기초로 하여 지그를 설계하는 지그 디자인 단계(S20)와; 상기 지그 디자인 단계 후, 획득된 지그의 가공파일 데이타를 전송하는 데이터 전송단계(S30)와; 상기 데이터를 전송 받은 후, 지그를 입체적으로 3D 프린팅하는 단계(S40)와; 상기 지그를 3D 프린팅하고, 지그에 남은 이물질을 제거하기 위한 지그 후처리 단계(S60)를 포함하되, 상기 3D 프린팅 하는 단계(S40)에서 티타늄 재질의 금속재를 투입하고 지그를 가공한 후, 가공된 지그(100)를 밀링으로 가공 처리하는 메탈 밀링단계(S5)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 지그 디자인 단계(S20)는, 피시술자의 구강 형태를 스캔한 후, 스캔된 구강형상을 화면에 띄우고 피시술자의 구강형태 및 구강상태에 적합한 크기의 지그를 디자인하고 적어도 하나 이상의 서포트(202)를 설계하는 단계(S22)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 지그 디자인 단계(S20)는, 피시술자의 구강 형태를 스캔한 후, 스캔된 구강형상을 화면에 띄우고 피시술자의 구강형태 및 구강상태에 적합한 크기의 지그를 디자인하여 설계하는 단계(S22)를 거친 후, 상기 피시술자의 구강을 3D 입체 형태로 구현하고 구강 내측에 설계된 지그(100) 및 치열교정장치를 배치하는 3D 디자인 단계(S24)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 3D 프린팅 단계(S40)는, 지그를 가공하기 위해 3D 프린터기를 준비하고, 상기 3D 프린터기에 지그를 가공하기 위한 소재를 투입하고 지그를 형성함과 동시에 일측부에 다수의 서포트(202)를 형성하는 서포트 부착단계(S44)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 3D 프린팅 단계(S40)는, 지그를 가공하기 위해 3D 프린터기를 준비하고, 상기 3D 프린터기에 지그를 가공하기 위한 소재를 투입하고 지그를 형성함과 지그 내측부를 연결하는 적어도 하나 이상의 서포트(202)를 형성하는 서포트 부착단계(S46)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 아치형상으로 이루어진 몸체(10)와; 상기 몸체(10)의 좌측부에 연장 형성되는 좌측 받침부(12) 및 상기 몸체의 우측부에 연장 형성되는 우측 받침부(14)로 이루어지고, 상기 몸체(10)의 전부 상방향으로 돌출 형성되는 걸림돌기(16,18)를 구비하고 치아의 후방 이동을 위한 탄력체를 고정하기 위한 걸림부(102)와; 좌측 받침부(12)에 연장 형성되고, 치간 사이에 결합되어 지지하기 위한 치간 지지부(20,24)와, 치근과 설측 사이에 배치되어 치아를 견고하게 잡아주기 위한 치아 받침부(22,28)를 구비하는 치열 고정부(104,106)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 치열 고정부(106)에는 구강의 형태와 치아의 손상 상태 등에 따라 치아의 측면 부위를 지지하기 위한 치아 내측 지지부(26)를 더 구비한다.
상기 걸림부(102)는, 상기 몸체(10)의 내측 하방으로 돌출되어 형성하되, 기역자 또는 역기역자 형상으로 서로 마주보도록 걸림돌기(16,18)가 이루어지고, 상기 걸림돌기(16,18)에 연결되는 탄성체의 결합 시 견고하게 고정할 수 있도록 끝단부에 원형의 돌기가 형성된다.
상기 치열 고정부(104)와 치열 고정부(106)의 사이에는, 구강 내측 방향으로 형성되어 상기 치열 고정부(104,106)를 브릿지 형태로 연결하여 잡아주기 위한 브릿지(108)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이와 같은, 본 발병은, 구강 내 설측 디자인으로 형성하여 환자와 시술자의 편의성이 크게 향상되는 효과가 있고, 인체에 무해하고 쉽게 변형되는 것을 방지하여 장기간 사용할 수 있으며 피시술자의 치아 형태에 따라 맞춤 제작함으로써 환자의 신뢰성을 크게 향상시키는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 PRA 지그 데이터를 저장하여 피시술자가 필요로 하는 경우, 언제든지 쉽고 빠르게 제작할 수 있으므로 비용이 절감되고, 작업 및 제조성이 크게 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 비발치 교정치료용 지그 제조방법을 보여주는 공정도 도 2는 본 발명의 비발치 교정치료용 지그 제조방법을 보여주는 도면
도 3 및 도 4는 본 발명의 비발치 교정치료용 지그 제조방법의 일실시예의 지그 제조과정을 보여주는 공정도
도 5는 본 발명의 비발치 교정치료용 지그가 완성되어 장착된 상태를 보여주는 도면
도 6은 본 발명의 비발치 교정치료용 지그의 다른 일실시예를 보여주는 도면
이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'으로 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 발명은 피시술자의 구강 구조와 동일한 형상으로 구강모양을 준비하고, 상기 구강모형을 이용하여 구강 내에 장착하기 위한 비발치 교정치료용 지그를 제조하는 방법에 있어서, 상기 피시술자의 구강 전체를 스캔하여 구강 형상의 데이터를 수집하기 위한 디지털 스캔 단계(S10)와; 상기 피시술자의 구강 형상을 기초로 하여 지그를 설계하는 지그 디자인 단계(S20)와; 상기 지그 디자인 단계 후, 획득된 지그의 가공파일 데이타를 전송하는 데이터 전송단계(S30)와; 상기 데이터를 전송 받은 후, 지그를 입체적으로 3D 프린팅하는 단계(S40)와; 상기 지그를 3D 프린팅하고, 지그에 남은 이물질을 제거하기 위한 지그 후처리 단계(S60)를 포함하되, 상기 3D 프린팅 하는 단계(S40)에서 티타늄 재질의 금속재를 투입하고 지그를 가공한 후, 가공된 지그(100)를 밀링으로 가공 처리하는 메탈 밀링단계(S5)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 지그 디자인 단계(S20)는, 피시술자의 구강 형태를 스캔한 후, 스캔된 구강형상을 화면에 띄우고 피시술자의 구강형태 및 구강상태에 적합한 크기의 지그를 디자인하고 적어도 하나 이상의 서포트(202)를 설계하는 단계(S22)를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 지그 디자인 단계(S20)는, 피시술자의 구강 형태를 스캔한 후, 스캔된 구강형상을 화면에 띄우고 피시술자의 구강형태 및 구강상태에 적합한 크기의 지그를 디자인하여 설계하는 단계(S22)를 거친 후, 상기 피시술자의 구강을 3D 입체 형태로 구현하고 구강 내측에 설계된 지그(100) 및 치열교정장치를 배치하는 3D 디자인 단계(S24)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 3D 프린팅 단계(S40)는, 지그를 가공하기 위해 3D 프린터기를 준비하고, 상기 3D 프린터기에 지그를 가공하기 위한 소재를 투입하고 지그를 형성함과 동시에 일측부에 다수의 서포트(202)를 형성하는 서포트 부착단계(S44)를 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 3D 프린팅 단계(S40)는, 지그를 가공하기 위해 3D 프린터기를 준비하고, 상기 3D 프린터기에 지그를 가공하기 위한 소재를 투입하고 지그를 형성함과 지그 내측부를 연결하는 적어도 하나 이상의 서포트(202)를 형성하는 서포트 부착단계(S46)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명의 지그(100)는, 아치형상으로 이루어진 몸체(10)와; 상기 몸체(10)의 좌측부에 연장 형성되는 좌측 받침부(12) 및 상기 몸체의 우측부에 연장 형성되는 우측 받침부(14)로 이루어지고, 상기 몸체(10)의 전부 상방향으로 돌출 형성되는 걸림돌기(16,18)를 구비하고 치아의 후방 이동을 위한 탄력체를 고정하기 위한 걸림부(102)와; 좌측 받침부(12)에 연장 형성되고, 치간 사이에 결합되어 지지하기 위한 치간 지지부(20,24)와, 치근과 설측 사이에 배치되어 치아를 견고하게 잡아주기 위한 치아 받침부(22,28)를 구비하는 치열 고정부(104,106)를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 치열 고정부(106)에는 구강의 형태와 치아의 손상 상태 등에 따라 치아의 측면 부위를 지지하기 위한 치아 내측 지지부(26)를 더 구비하고, 상기 걸림부(102)는, 상기 몸체(10)의 내측 하방으로 돌출되어 형성되되, 기역자 또는 역기역자 형상으로 서로 마주보도록 걸림돌기(16,18)가 이루어지고, 상기 걸림돌기(16,18)에 연결되는 탄성체의 결합 시 견고하게 고정할 수 있도록 끝단부에 원형의 돌기가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 치열 고정부(104)와 치열 고정부(106)의 사이에는, 구강 내측 방향으로 형성되어 상기 치열 고정부(104,106)를 브릿지 형태로 연결하여 잡아주기 위한 브릿지(108)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 비발치 교정치료용 지그 제조방법에 따른 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 비발치 교정치료용 지그 제조방법을 보여주는 공정도이고, 도 2는 본 발명의 비발치 교정치료용 지그 제조방법을 보여주는 도면이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 비발치 교정치료용 지그 제조방법의 일실시예의 지그 제조과정을 보여주는 공정도이다.
그리고, 도 5는 본 발명의 비발치 교정치료용 지그가 완성되어 장착된 상태를 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 비발치 교정치료용 지그의 다른 일실시예를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 비발치 교정치료용 지그 제조방법을 설명하여 보면, 먼저 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 디지털 스캔단계(S10), 지그 디자인 단계(S20), 데이터 전송단계(S30), 3D 프린팅 단계(S40), 메탈 밀링단계(S50), 지그 후처리 단계(S60), 구강내 장착단계(S70)를 포함한다.
그리고, 상기 지그 후처리 단계(S60)는 티타늄 금속 재질로 형성된 지그(100)를 버어를 제거하고 광택을 내기 위한 연마작업을 포함한다.
상기 연마작업은 폴리싱, 전해연마, 화학연마 등 다양한 연마 방법을 사용할 수 있으나 본 발명에서는 바람직한 실시예로서 소정의 용기에 자연석과 금강사를 혼합하여 1300도 내지 1700도로 열처리한 연마재를 넣어 10-20RPM으로 회전시킴과 동시에 진동을 교번하면서 반복 작업함으로써 지그(100)의 표면에 남아 있는 이물질, 스케일, 버어 등을 제거하고 광택을 낸다.
먼저, 비발치 교정치료용 지그 제조방법(100)은, 피시술자의 구강 전체를 스캔하여 3D 구강모양의 데이터를 획득한다(디지털 스캔단계(S10)).
상기 디지털 스캔단계(S10)에서는 어라운드 3D 장비를 이용하여 얼굴 전체 부위를 360도 회전하면서 피시술자의 구강 구조를 입체적으로 스캔하여 구강모양의 입체영상 데이터를 수집한다.
상기 디지털 스캔단계(S10)를 진행하여 수집된 구강 모양 데이터를 이용하여 지그(200)를 디자인 한다.
상기 지그 디자인 단계(S20)는 지그 디자인 설계단계(S22)와, 3D 디자인 단계(S24)를 포함한다.
상기 지그 디자인 설계단계(S22)는, 구강 모양을 스캔한 상태에서 구강 내에 아치형상 또는 역유자 형상의 지그(100)를 배치하고 서포트(102)를 연결하는 작업을 실시한다.
이때, 상기 지그(100)를 피시술자의 치아 형상, 크기, 배열 등에 맞추어서 좌측 및 우측의 치아 배열을 고려하여 설계한다.
상기 서포트(102)는 피시술자의 치아 형태와 크기에 따라 형성되되, 상기 지그(100)의 크기에 따라 적어도 2개 이상의 서포트(102)를 형성함이 바람직하다.
즉, 상기 아치형으로 이루어진 지그(100)의 가운데와 상단 또는 하단에 각각 일정한 거리로 이격하여 형성할 수 있고, 지그(100)의 내측 상단과 하단을 연결하도록 서포트(102)를 형성할 수 있다.
그리고, 상기 지그(100)와 서포트(102)의 부착 설계가 완료되면, 상기 구강 모양을 스캔해서 획득한 데이터를 이용하여 3D로 구현하는 3D 디자인 단계(S24)를실행한다.
상기 3D 디자인 단계(S24)는 피시술자의 치아 모형을 형성함과 동시에 구강 내의 형상을 모형으로 형성하고, 상기 구강 모형으로 형성된 구강 내에 지그(100)를 배치하고, 상기 지그(100)와 연결되는 치열교정장치를 배치한다.
이와 같이, 지그 디자인 단계(S20)을 실행한 후, 지그(100)가 디자인된 데이터를 파일(STL)을 실물 형상으로 구현하기 위해 3D 프린터로 전송한다(데이터 전송단계(S30)).
상기 지그(100)의 가공 데이터를 송신하며, 상기 지그 가공 데이터를 수신한 3D 프린터에서 상기 지그(100)를 가공한다(3D 프린팅 단계(S40)).
상기 3D 프린팅 단계(S40)는 각각의 단계로 구분되어 실행된다.
첫번째 단계로 수신받은 가공 데이터를 이용하여 지그(100)를 만들기 위해 열가소성 재질의 PLA 또는 ABS, 실리콘 등의 재료를 준비하고 온도와 시간 등을 셋팅하는 3D 프린터 셋업 단계A(S42)와, 상기 셋팅된 재료를 이용하여 3D 프린터를 동작시켜서 지그(100)의 형상으로 제조하고, 지그 제작 프로그램 상에서 상기 지그(100)의 일측부에 다수의 서포트(103)를 형성하고, 상기 지그(100)와 다수의 서포트(103)를 연결하여 형성하고 가공할 지그(100)를 360도 회전시키면서 입체적으로 육안으로 확인하고 검사하는 3D 프린팅 단계B(S44)와, 지그 제작 프로그램을 통하여 확인된 지그(100)를 출력하여 서포트(102)가 구비된 지그(100)를 제작하고, 상기 제작된 지그(100)를 피시술자의 구강 모양으로 만들어진 구강모형 내측부에 장착하는 3D 프린팅 단계C(S46)을 포함한다.
상기와 같이 각 단계별로 이루어지는 3D 프린팅 단계(S40)를 실행한 후, 상기 3D 프린터에 금속재의 티타늄 재질을 준비하고 셋팅하여 지그(100)를 제작하고, 상기 제작된 지그(100)를 밀링머신을 이용하여 지그를 제작한다(메탈 밀링 단계(S50)).
이어서, 티타늄 금속재로 가공 제작된 지그(100)를 소정의 용기에 넣고 연마재를 투입하여 버어나 스케일을 제거하고 광택을 내도록 후처리를 진행한다(지그 후처리 단계(S60)).
상기 지그 후처리 단계(S60)는, 스케일과 버어를 제거하고 광택을 내기 위한 연마작업으로서, 폴리싱 연마작업, 배럴 연마작업, 초음파 연마 작업, 화학적 연마 작업 등을 실시할 수 있으나 본 발명에서는 바람직한 실시예로서 배럴 작업으로 연마를 진행한다.
이때, 사용되는 연마재는 자연석과 금강사를 혼합하여 1300도 내지 1700도로 열처리한 볼 형상의 연마재를 사용하는 것이 바람직하고, 더 나아가서는 스테인레스강 볼, 세라믹 볼 등을 연마액과 혼합하여 사용하고, 연마기로는 회전과 진동을 함께 동작시킬 수 있는 텀블러를 사용할 수 있다.
상기와 같이 지그(100)의 후처리 단계(S60)를 거친 후, 완성된 PRA 지그(100)를 구강모형에 장착하여 테스트하고, 피시술자에게 장착함으로써 최종적으로 완성시킨다(구강 내 장착 단계(S70)).
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 일실시예의 지그 제작 공정을 보여주는 도면으로서, 도3에 도시된 바와 같이, 상기 지그 디자인 단계(S20)는 지그 디자인 설계단계(S22)와, 3D 디자인 단계(S24)를 포함할 수 있다.
상기 지그 디자인 설계단계(S22)는 구강 모양을 스캔한 상태에서 구강 내에 아치형상 또는 역유자 형상의 지그(100)를 배치하고 서포트(102)를 연결하는 작업을 실시한다.
이때, 상기 지그(100)를 피시술자의 치아 형상, 크기, 배열 등에 맞추어서 좌측 및 우측의 치아 배열을 고려하여 설계한다.
상기 서포트(102)는 피시술자의 치아 형태와 크기에 따라 형성되되, 상기 지그(100)의 크기에 따라 적어도 2개 이상의 서포트(102)를 형성함이 바람직하다.
즉, 상기 아치형으로 이루어진 지그(100)의 가운데와 상단 또는 하단에 각각 일정한 거리로 이격하여 형성할 수 있고, 지그(100)의 내측 상단과 하단을 연결하도록 서포트(102)를 형성할 수 있다.
그리고, 상기 지그(100)와 서포트(102)의 부착 설계가 완료되면, 상기 구강 모양을 스캔해서 획득한 데이터를 이용하여 3D로 구현하는 3D 디자인 단계(S24)를실행한다.
그리고, 도 4에서와 같이, 상기 지그(100)의 가공 데이터를 송신하며, 상기 지그 가공 데이터를 수신한 3D 프린터에서 상기 지그(100)를 가공하는 3D 프린팅 단계(S40)는 각각의 A, B, C 단계로 구분되어 실행할 수 있다.
첫번째 A단계로 수신받은 가공 데이터를 이용하여 지그(100)를 만들기 위해 열가소성 재질의 PLA 또는 ABS, 실리콘 등의 재료를 준비하고 온도와 시간 등을 셋팅하는 3D 프린터 셋업 단계A(S42)로서 재료 투입단계를 진행하고, 상기 셋팅된 재료를 이용하여 3D 프린터를 동작시켜서 지그(100)의 형상으로 제조하고, 지그 제작 프로그램 상에서 상기 지그(100)의 일측부에 다수의 서포트(103)를 형성하고,
두번째, B단계로 상기 지그(100)와 다수의 서포트(103)를 연결하여 형성하고 가공할 지그(100)를 360도 회전시키면서 입체적으로 육안으로 확인하고 검사하는 3D 프린팅 단계B(S44)로서 서포트 부착단계를 실시하며,
세번째, C단계로 지그 제작 프로그램을 통하여 확인된 지그(100)를 출력하여 서포트(102)가 구비된 지그(100)를 제작하고, 상기 제작된 지그(100)를 피시술자의 구강 모양으로 만들어진 구강모형 내측부에 장착하는 3D 프린팅 단계C(S46)로서 지그 실연단계를 진행한다.
한편, 상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 PRA 지그(100)는 도5 및 도 6에 도시된 바와 같다.
도 5는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 PRA 지그(100)를 보여주는 도면으로서, 먼저 아치형상 또는 역유자 형상의 몸체(10)로 이루어지는 지그(100)가 형성되어 있다.
상기 지그(100)의 몸체(10)의 좌측부에는 구강모형(200) 또는 구강의 좌측 설측부와 치근 사이를 받쳐주기 위한 좌측 받침부(12)가 몸체(10)에 연장 형성되어 있고, 상기 몸체(10)의 우측부에는 구강모형(200) 또는 구강의 우측 설측부와 치근 사이를 받쳐주기 위한 우측 받침부(14)가 몸체(10)에 연장 형성되어 있다.
그리고, 상기 몸체(10)의 전방 상부에는 걸림부(102)가 형성되어 있다.
상기 걸림부(102)는 미도시된 MCPA 또는 MCPP 등과 같은 치열교정장치와 연결되어 치열을 후방으로 당겨줄 수 있도록 탄력체가 연결되어 고정되도록 이루어진다.
상기 걸림부(102)는 기역자 또는 역기역자 형상으로 이루어지는 걸림돌기(16,18)가 각각 형성되고, 상기 걸림돌기(16)과 걸림돌기(18)는 서로 마주보도록 형성된다.
상기 걸림돌기(16,18)는 서로 마주보도록 형성되되, 구강의 외측 방향으로 즉, 몸체(10)의 바깥쪽방향으로 돌출 형성되어 있다.
상기 걸림돌기(16,18)는 본 발명에서는 내측 방향으로 서로 마주보도록 형성되지만 더 나아가서는 피시술자의 구강형태에 따라 바깥쪽으로 벌어지도록 형성될 수 있고, 각각 한쪽은 안쪽 방향으로 절곡되고 다른 한쪽은 바깥쪽으로 절곡되도록 형성될 수 있다.
이러한 형상의 변경은 본 발명의 권리범위 내에 존재하고, 상기 디자인 단계에서 피시술자의 구강을 확인하고 지그 디자인 설계단계에서 접목됨이 바람직하다.
이어서, 상기 좌측 받침부(12)의 연장된 하단부에는 치열 고정부(104)가 형성되고 상기 치열고정부(104)는 치간 지지부(20)와, 치아 받침부(22)를 구비한다.
상기 치열 고정부(104)의 치간 지지부(20)는 좌측 치아와 치아 사이에 결합되어 견고하게 지지하도록 상방향으로 돌출 형성된다.
상기 치아 받침부(22)는 치아의 치근과 설측 사이를 감싸면서 위치하도록 형성된다.
상기 우측 받침부(14)의 연장된 하단부에는 치열 고정부(106)가 형성되고 상기 치열고정부(106)는 치간 지지부(24)와, 치아 내측 지지부(26)와, 치아 받침부(28)를 구비한다.
상기 치열 고정부(106)의 치간 지지부(22)는 우측 치아와 치아 사이에 결합되어 견고하게 지지하도록 상방향으로 돌출 형성된다.
상기 치아 받침부(28)는 치아의 치근과 설측 사이를 감싸면서 위치하도록 형성되고, 이때 상기 치아 받침부(28)의 중간부분에는 치아의 중간부를 받쳐주도록 상방으로 돌출되어서 치아 내측 지지부(26)가 더 형성될 수 있다.
상기 치아 내측 지지부(26)는 피시술자의 구강 상태에 따라 다양한 위치에 형성될 수 있을 수 있다.
이러한 형상의 변경은 상기 전술된 지그 디자인 단계(S20)에서 피시술자의 구강상태, 구강형태, 치아 건강상태 등을 종합하여 판단한 후 설계됨이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예의 지그를 보여주는 도면으로서,
먼저 아치형상 또는 역유자 형상의 몸체(10)로 이루어지는 지그(100)가 형성되어 있다.
상기 지그(100)의 몸체(10)의 좌측부에는 구강모형(200) 또는 구강의 좌측 설측부와 치근 사이를 받쳐주기 위한 좌측 받침부(12)가 몸체(10)에 연장 형성되어 있고, 상기 몸체(10)의 우측부에는 구강모형(200) 또는 구강의 우측 설측부와 치근 사이를 받쳐주기 위한 우측 받침부(14)가 몸체(10)에 연장 형성되어 있다.
그리고, 상기 몸체(10)의 전방 상부에는 걸림부(102)가 형성되어 있다.
상기 걸림부(102)는 미도시된 MCPA 또는 MCPP 등과 같은 치열교정장치와 연결되어 치열을 후방으로 당겨줄 수 있도록 탄력체가 연결되어 고정되도록 이루어진다.
상기 걸림부(102)는 기역자 또는 역기역자 형상으로 이루어지는 걸림돌기(16,18)가 각각 형성되고, 상기 걸림돌기(16)과 걸림돌기(18)는 서로 마주보도록 형성된다.
상기 걸림돌기(16,18)는 서로 마주보도록 형성되되, 구강의 내측 방향으로 즉, 몸체(10)의 안쪽방향으로 돌출 형성되어 있다.
상기 걸림돌기(16,18)는 본 발명에서는 내측 방향으로 서로 마주보도록 형성되지만 더 나아가서는 피시술자의 구강형태에 따라 바깥쪽으로 벌어지도록 형성될 수 있고, 각각 한쪽은 안쪽 방향으로 절곡되고 다른 한쪽은 바깥쪽으로 절곡되도록 형성될 수 있다.
이러한 형상의 변경은 본 발명의 권리범위 내에 존재하고, 상기 디자인 단계에서 피시술자의 구강을 확인하고 지그 디자인 설계단계에서 접목됨이 바람직하다.
이어서, 상기 좌측 받침부(12)의 연장된 하단부에는 치열 고정부(104)가 형성되고 상기 치열고정부(104)는 치간 지지부(20)와, 치아 받침부(22)를 구비한다.
상기 치열 고정부(104)의 치간 지지부(20)는 좌측 치아와 치아 사이에 결합되어 견고하게 지지하도록 상방향으로 돌출 형성된다.
상기 치아 받침부(22)는 치아의 치근과 설측 사이를 감싸면서 위치하도록 형성된다.
상기 우측 받침부(14)의 연장된 하단부에는 치열 고정부(106)가 형성되고 상기 치열고정부(106)는 치간 지지부(24)와, 치아 내측 지지부(26)와, 치아 받침부(28)를 구비한다.
상기 치열 고정부(106)의 치간 지지부(22)는 우측 치아와 치아 사이에 결합되어 견고하게 지지하도록 상방향으로 돌출 형성된다.
상기 치아 받침부(28)는 치아의 치근과 설측 사이를 감싸면서 위치하도록 형성되고, 이때 상기 치아 받침부(28)의 중간부분에는 치아의 중간부를 받쳐주도록 상방으로 돌출되어서 치아 내측 지지부(26)가 더 형성될 수 있다.
상기 치아 내측 지지부(26)는 피시술자의 구강 상태에 따라 다양한 위치에 형성될 수 있을 수 있다.
한편, 좌측부에 형성된 상기 치열 고정부(104)와 우측부에 형성되 상기 치열 고정부(106)는 브릿지(108)에 의해 서로 연결되고 지지됨이 바람직하다.
상기 치열 고정부(104)와 치열 고정부(106)를 중간 부분에서 연결하여 지지함으로써 치아를 더욱 견고하게 받쳐줄 수 있고, 미도시된 치열교정장치와 연결 고정하는 경우 더욱 견고하게 고정할 수 있어서 치아의 후방이동 교정 시 효율적으로 고정할 수 있다.
상기 브릿지(108)는 상기 걸림부(104)에서 연장되는 브릿지 연결부(30)가 형성되고, 상기 걸림부(106)에서 연장되는 브릿지 연결부(32)가 형성되며 중간부분에는 유자(U) 형상의 구강 받침부(34)가 형성된다.
상기 구강 받침부(34)는 유(U)자형상으로 형성되어 있으나 더 나아가서는 원형, 타원형 등으로 형성될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 구강 받침부를 형성할 수 있음은 당연하다 할 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 다양하게 실시할 수 있으며 이러한 범위내의 기술적 변경은 본 발명의 범위 내에 있다고 할 것이다.
10 : 구강 전측 받침부 12 : 좌측 받침부
14 : 우측 받침부 16,18 : 걸림돌기
20,24 : 치간 지지부 22,28 : 치아 받침부
26 : 치아 내측 지지부 30,32 : 브릿지 연결부
34 : 구강 받침부
100 : 지그 102 : 걸림부
104,106 : 치열 고정부 108 ; 브릿지
200 : 구강모형

Claims (9)

  1. 피시술자의 구강 구조와 동일한 형상으로 구강모양을 준비하고, 상기 구강모양을 이용하여 구강 내에 장착하기 위한 비발치 교정치료용 지그를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 피시술자의 구강 전체를 스캔하여 구강 형상의 데이터를 수집하기 위한 디지털 스캔 단계(S10)와;
    상기 피시술자의 구강 형상을 기초로 하여 지그를 설계하는 지그 디자인 단계(S20)와;
    상기 지그 디자인 단계 후, 획득된 지그의 가공파일 데이타를 전송하는 데이터 전송단계(S30)와;
    상기 데이터를 전송 받은 후, 지그를 입체적으로 3D 프린팅하는 단계(S40)와;
    상기 지그를 3D 프린팅하고, 지그에 남은 이물질을 제거하기 위한 지그 후처리 단계(S60)를 포함하되,
    상기 지그 후처리 단계(S60)는 티타늄 금속 재질로 형성된 지그(100)는 버어를 제거하고 광택을 내기 위한 연마작업을 포함하고, 상기 연마작업은 소정의 용기에 자연석과 금강사를 혼합하여 1300도 내지 1700도로 열처리한 연마재를 넣어 10-20RPM으로 회전시킴과 동시에 진동을 교번하면서 반복하여 지그(100)의 표면에 남아 있는 이물질, 스케일, 버어를 제거하고 광택을 내고,
    상기 3D 프린팅 하는 단계(S40)에서 티타늄 재질의 금속재를 투입하고 지그를 가공한 후, 가공된 지그(100)를 밀링으로 가공 처리하는 메탈 밀링단계(S5)를 더 포함하고,
    상기 지그(100)는, 아치형상으로 이루어진 몸체(10)와; 상기 몸체(10)의 좌측부에 연장 형성되는 좌측 받침부(12) 및 상기 몸체의 우측부에 연장 형성되는 우측 받침부(14)로 이루어지고, 상기 몸체(10)의 전부 상방향으로 돌출 형성되는 걸림돌기(16,18)를 구비하고 치아의 후방 이동을 위한 탄력체를 고정하기 위한 걸림부(102)와; 좌측 받침부(12)에 연장 형성되고, 치간 사이에 결합되어 지지하기 위한 치간 지지부(20,24)와, 치근과 설측 사이에 배치되어 치아를 견고하게 잡아주기 위한 치아 받침부(22,28)를 구비하는 치열 고정부(104,106)를 포함하며,
    상기 치열 고정부(106)에는 구강의 형태와 치아의 손상 상태 등에 따라 치아의 측면 부위를 지지하기 위한 치아 내측 지지부(26)를 더 구비하고, 상기 걸림부(102)는, 상기 몸체(10)의 내측 하방으로 돌출되어 형성되되, 기역자 또는 역기역자 형상으로 서로 마주보도록 걸림돌기(16,18)가 이루어지고, 상기 걸림돌기(16,18)에 연결되는 탄성체의 결합 시 견고하게 고정할 수 있도록 끝단부에 원형의 돌기가 형성되되,
    상기 지그 디자인 단계(S20)는,
    피시술자의 구강 형태를 스캔한 후, 스캔된 구강형상을 화면에 띄우고 피시술자의 구강형태 및 구강상태에 적합한 크기의 지그를 디자인하고 적어도 하나 이상의 서포트(202)를 설계하는 단계(S22)를 포함하고,
    상기 지그 디자인 단계(S20)는,
    피시술자의 구강 형태를 스캔한 후, 스캔된 구강형상을 화면에 띄우고 피시술자의 구강형태 및 구강상태에 적합한 크기의 지그를 디자인하여 설계하는 단계(S22)를 거친 후, 상기 피시술자의 구강을 3D 입체 형태로 구현하고 구강 내측에 설계된 지그(100) 및 치열교정장치를 배치하는 3D 디자인 단계(S24)를 더 포함하고,
    상기 3D 프린팅 단계(S40)는,
    지그를 가공하기 위해 3D 프린터기를 준비하고, 상기 3D 프린터기에 지그를 가공하기 위한 소재를 투입하고 지그를 형성함과 동시에 일측부에 다수의 서포트(202)를 형성하는 서포트 부착단계(S44)를 포함하며,
    상기 3D 프린팅 단계(S40)는,
    지그를 가공하기 위해 3D 프린터기를 준비하고, 상기 3D 프린터기에 지그를 가공하기 위한 소재를 투입하고 지그를 형성함과 지그 내측부를 연결하는 적어도 하나 이상의 서포트(202)를 형성하는 서포트 부착단계(S46)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비발치 교정치료용 지그 제조방법.
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  6. 아치형상으로 이루어진 몸체(10)와;
    상기 몸체(10)의 좌측부에 연장 형성되는 좌측 받침부(12) 및 상기 몸체의 우측부에 연장 형성되는 우측 받침부(14)로 이루어지고,
    상기 몸체(10)의 전부 상방향으로 돌출 형성되는 걸림돌기(16,18)를 구비하고 치아의 후방 이동을 위한 탄력체를 고정하기 위한 걸림부(102)와;
    좌측 받침부(12)에 연장 형성되고, 치간 사이에 결합되어 지지하기 위한 치간 지지부(20,24)와, 치근과 설측 사이에 배치되어 치아를 견고하게 잡아주기 위한 치아 받침부(22,28)를 구비하는 치열 고정부(104,106)를 포함하고,
    상기 치열 고정부(106)에는 구강의 형태와 치아의 손상 상태 등에 따라 치아의 측면 부위를 지지하기 위한 치아 내측 지지부(26)를 더 구비하고,
    상기 걸림부(102)는,
    상기 몸체(10)의 내측 하방으로 돌출되어 형성되되, 기역자 또는 역기역자 형상으로 서로 마주보도록 걸림돌기(16,18)가 이루어지고, 상기 걸림돌기(16,18)에 연결되는 탄성체의 결합 시 견고하게 고정할 수 있도록 끝단부에 원형의 돌기가 형성되고,
    상기 치열 고정부(104)와 치열 고정부(106)의 사이에는,
    구강 내측 방향으로 형성되어 상기 치열 고정부(104,106)를 브릿지 형태로 연결하여 잡아주기 위한 브릿지(108)를 더 구비하는 지그(100)와;
    상기 지그(100)는 버어를 제거하고 광택을 내기 위한 연마작업을 포함하고, 상기 연마작업은 소정의 용기에 자연석과 금강사를 혼합하여 1300도 내지 1700도로 열처리한 연마재를 넣어 10-20RPM으로 회전시킴과 동시에 진동을 교번하면서 반복 하여 지그(100)의 표면에 남아 있는 이물질, 스케일, 버어를 제거하고 광택을 내는 것을 것을 특징으로 하는 비발치 교정치료용 지그.
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