KR20020048555A - 치관용 적층형 페이스트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치관용 적층형 페이스트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 인공치관에 사용되는 치과용 도재분말에 액상 첨가물이 혼합되어 점성을 유지하는 페이스트를 치관을 구성하는 각 부분의 순서에 따라 적층시킨 치관용 적층형 페이스트와 그 제조방법을 제공한다. 상기 액상 첨가물은 폴리에테르폴리올, 다가알콜, 포름알데히드, 알카놀아민, 폴리비닐에테르, 비이온계 계면 활성제 또는 이들의 혼합용액을 사용한다. 또한, 부가의 용매로서 물을 사용할 수 있으며 이외에 알콜등 용제류를 사용할 수 있다.

Description

치관용 적층형 페이스트 및 그 제조방법{LAMINATED PASTE FOR A DENTAL CROWN AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 치관용 적층형 페이스트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 인공치관에 사용되는 도재분말을 점성 상태로 적층시킨 페이스트에 관한 것이다.

사고로 인하여 손상된 치아의 기능을 회복하거나 치아의 심미성을 향상시키기 위하여 인공 치관(crown)이 사용된다. 치관은 금, 백금, 파라듐 등의 귀금속으로 제조되기도 하고, 니켈, 크롬 등의 일반금속에 세라믹(도재)을 용융시켜 결합한 형태(금속소부도재관) 또는 세라믹 코어 위에 또 다른 세라믹을 축성하여 소성한 형태(전도재관) 등으로 제작된다.

치과용 도재는 고온용과 중온용, 저온용으로 나누어 지는데, 고온용 재료에 용제(flux)를 첨가해서 중온용과 저온용을 만든다. 치과용 도재를 치아의 형상과 유사하도록 일정한 형태로 축성하는 방법은 다음과 같다. 용제성분을 포함한 원료를 일단 1200 ~ 1500℃로 용융해서 프리트(frit)시킨 후 물속에서 급냉시켜 분쇄한다. 이렇게 분말화된 도재를 정재된 물(증류수)이나 수용성 용액을 혼합하여 점성을 갖도록 페이스트화하고, 상기 페이스트를 치과기공사가 수작업에 의하여 환자의 치아 형태에 맞게 성형한다. 이때 사용되어지는 도재는 치아 색조에 기초하여 정해진 평균 색조표로부터 치과기공사의 관찰과 경험에 의하여 각 환자의 치아 색깔에 맞게 결정된다.

도 1a는 치아의 구조를 나타낸 단면도로서, 치아는 치관(crown)과 치근(root)으로 이루어지는데, 잇몸 위쪽 부분이 치관이고, 잇몸 안쪽 뼈에 파묻혀 있는 쪽이 치근이다. 도면을 보면, 치아의 맨 바깥쪽의 가장 단단한 부분이 에나멜질(1)이고, 그 아래에 이의 형태를 만드는 주축이 되는 부분인 상아질(2)이 있다. 잇몸 아래에는 치근부의 상아질을 둘러싸고 있는 턱뼈(치조골)와 붙어서 역할을 수행하는 시멘트질(4)이 있고, 치아 내부에는 혈관, 신경섬유, 임파관을 포함하며 치아에 영양을 공급하는 중요한 역할을 하는 치수(3)가 있다. 시멘트질 주변으로는 치근과 뼈를 잇는 역할을 하는 치근막(5)이 있고, 그 아래에 치아를 지탱하는 턱뼈인 치조골(6)이 있다. 치아 주변에는 분홍색 점막으로서, 치조골을 덮어서 보호하는 치은(잇몸)(7)이 있다.

인공치관은 상기와 같은 치아의 구조에서 치관에 해당하는 에나멜질(1) 및 상아질(2)의 형태와 색상, 강도 및 내구성 등의 조건을 만족시키는 재료를 선정하여 각 환자의 치아에 맞게 제조되어야 한다. 도 1b는 일반적인 도재치관의 구조를 나타낸 단면도로서, 치아 위에 씌워지는 금속관(10)과 상기 금속관의 색깔을 보정하기 위한 불투명재(20), 치아의 상아질에 해당하는 덴틴재(25) 및 치아의 맨 바깥 부분에 해당하는 에나멜재(30)로 구성된다. 도 1c는 도재치관의 정면도로서 실제 치아의 모양과 매우 유사하게 성형되어 있는 것을 볼 수 있고, 치아의 색조는 덴틴재(25)와 에나멜재(30)에 의하여 정해지는 것을 알 수 있다.

도 2a 내지 2k를 참조하여 도재 치관을 제조하는 방법을 단계별로 설명하면 다음과 같다. 각각의 도재는 분말로 만든 후 증류수나 수용성 용액에 혼합하여 페이스트 상태로 준비한다. 치아위에 축성되는 인공치관의 코아에 해당하는 금속관이나 도재관의 색조를 보정할 필요가 있다. 금속관의 경우 도재와의 접착을 용이하게 하기 위해 표면을 연마한 후(도 2a), 불투명재를 1차로 도포한다(도 2b). 도포된 불투명재를 소성한(도 2c) 후, 치아의 기본색조와 유사한 불투명재를 2차로 도포한(도 2d) 후 소성한다(도 2e). 그 다음, 불투명재 위에 치아색조의 전반적인 요소를 차지하는 덴틴재를 축성한다(도 2f). 덴틴재의 축성은 불투명재 위에 조금식 층을 쌓아가듯이 수회에 걸쳐 이루어지며 두께를 일정하게 유지하여 치아의 기본 형태가 되도록 한다. 그 다음 치아의 에나멜부분의 재현을 위해 치아의 끝 부분에 에나멜재를 축성하고(도 2g), 치아 전체의 투명성 및 광택을 위하여 투명재를 축성한다(도 2h). 축성이 완료되면 1차소성을 한다. 도 2i는 소성된 인공치관을 보여준다. 1차소성 후 다시 치아의 형태에 맞게 인공치관의 형태를 수정한다(도 2j). 수정이 끝나면 2차 소성을 수행한다. 도 2k는 완성된 인공치관을 보여준다.

이와 같은 인공치관을 제조하는 방법은 여러 단계에 걸쳐 수작업으로 이루어지므로 많은 시간과 노력을 필요로 한다. 특히 불투명재, 텐틴재 및 에나멜제를 축성하는 과정은 30분 ~ 60분 정도가 소요되며, 작업의 특성에 따라 더 많은 시간이 소요될 수도 있다. 또한 이러한 축성방법은 수작업을 하는 술자의 역량 및 경험 정도에 따라 달라지며, 각각의 도재 축성시 도재분말에 혼합하여 사용되는 물이나 용액의 증발 등의 외부변화요인에 따라서도 다른 결과를 가져오게 된다. 이러한 이유로 최종 결과물에 있어서 자연스럽고 심미적인 치아 재현과 치아의 물질적 강도를 얻는데 불확실성이 대두된다. 즉, 경험이 많은 숙련자가 최상의 작업요건하에서만이 좋은 인공치관을 제조할 수 있으며, 이것 조차도 상황에 따라 많은 변화 요인을 가지므로 인공치관을 제조하는데 아직까지 많은 어려움이 호소되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 수작업에 의하여 인공치관을 제조하는데 있어서 발생되는 제조상의 어려움을 극복할 수 있는 수단을 제공하는데 있다. 또한, 본 발명의 목적은 인공치관 제조에 있어서 색조 재현의 연속성 및 도재 축성의 간편성을 제공하는데 있다.

도 1a는 치아의 구조를 보여주는 단면도이다.

도 1b는 도재치관의 구조를 보여주는 단면도이다.

도 1c는 도재치관의 정면도이다.

도 2a 내지 2k는 종래의 수작업에 의한 도재치관의 각 제조단계를 보여주는 사진이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

20:불투명재25:덴틴재

30:에나멜재

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 인공치관에 사용되는 치과용 도재분말에 액상 첨가물이 혼합되어 점성을 유지하는 페이스트를 치관을 구성하는 각 부분의 순서에 따라 적층시킨 치관용 적층형 페이스트를 제공한다.

액상 첨가물로 미리 만들어놓은 적층형 페이스트는 곧바로 치아 형태에 유사하게 성형할 수 있으며, 각 환자의 치아 상태에 맞게 변경이 가능하다. 종래의 인공치관 축성작업은 수작업에 따른 시간이 많이 소요되고 시술자의 수작업에 따라 많은 변화요인이 발생되지만, 본 발명은 기성된 다양한 도재물을 제공함으로써 작업 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 시술자에 따라 변화되는 인공치관의 성질을 일정하게 규격화할 수 있게 된다.

본 발명은 액상 첨가물을 도재치관의 각 구성요소인 불투명재, 덴틴재, 에나멜제, 투명재 등에 적절히 혼합하여 도재의 점성 및 흐름성을 조절하고, 각각의 분말을 페이스트화하여 몰드에서 적층(laminating)시켜 적층된 하나의 반죽으로 만든다.

상기 액상 첨가물로는 주로 수용성 액상 첨가물을 사용한다. 이 첨가물은 분말에 접착성을 발현시키고 가교를 주어 응집력을 향상시키는 결합제로 작용하며 페이스트의 유연성과 성형성을 부여하는 가소제로서의 역할도 한다. 이러한 액상 첨가물로는 폴리에테르폴리올, 다가알콜, 포름알데히드, 알카놀 아민, 폴리비닐에테르, 비이온계 계면 활성제 또는 이들의 혼합용액 등을 사용한다. 바람직하게는 다가알콜 중 글리콜 류를 사용하며, 그 중 프로필렌 글리콜과 에틸렌 글리콜이 오랜시간 동안 비교적 일정하게 도재분말의 점성을 유지시키며, 비교적 낮은 온도에서 연소되므로 매우 적합하다고 할 수 있다. 또한, 글리세린과 증류수를 같은 양으로 용기에 넣고 이중탕으로 따뜻하게 한 용액도 본 발명의 액상 첨가물로 사용될 수 있다. 또한, 부가의 용매로서 물을 사용할 수 있으며 이외에 알콜등 용제류를 사용할 수 있다.

이들 이외에도 유연성이 있어 페이스트를 합금표면 이나 세라믹코어 위에 용이하게 축성 가능하고, 적층된 후 층간의 접합 뿐만아니라 합금 이나 세라믹코어 위에 축성된 후 합금 또는 세라믹코어와의 접촉면에서의 접합이 유지되고, 비교적 오랜시간동안 증발 및 기화되지 않아 페이스트상태로 보존되며, 열처리에 의한 탈지공정시 연소생성물이 잔류하지 않는 액상의 물질은 모두 사용될 수 있다.

이와 같은 액상 첨가물은 도재분말과 잘 혼합되며, 페이스트 상태에서 도재입자를 치밀하게 하고, 페이스트를 치아의 형태로 축성한 후 응축시 도재 미립자를 다른 입자들 사이에 이동시키는 효과적인 역할을 한다. 또한, 페이스트 취급이 용이해지고, 치관제조가 신속하고 정확해지며 품질 향상에도 기여한다.

한편, 본 발명의 페이스트상태의 혼합물에 있어서 도재분말의 첨가분율도 매우 중요한 인자이다. 유연성과 접합성이 나타나는 범위 내에서 최대한 높은 첨가분율이 유지되어야 한다. 이러한 첨가분율은 도재분말의 입자분포 및 평균입경에 의존하며, 도재분말의 평균입경은 10㎛이하의 것이 적당하다.

본 발명의 적층형 페이스트는 액상 첨가물의 혼합 정도에 따라 그 점성이 달라질 수 있으며, 사용목적이나 용도에 맞게 점성을 조절한다. 따라서, 본 발명의 페이스트는 치약이나 연고와 같이 비교적 묽은 상태에서부터 떡이나 캬라멜 등과 같이 보다 굳은 상태의 페이스트에 이르기까지 다양한 상태의 페이스트를 포함한다.

본 발명에서 도재 분말은 기존에 사용되는 분말을 색조나 기능에 따라 분류하여 사용한다. 치과용 도재는 자기(porcelain)의 일종이나, 자기의 조성은 대체로 카오린 40 ~ 60%, 석영 25 ~ 40%, 장석 20 ~ 30%로 구성되어 있는데 반하여, 치과용 세라믹은 장석이 80 ~ 95%나 차지하고 있어 일반 자기류와는 구별이 된다. 또한 치관의 강도를 증가시키기 위해서 약 10%의 석영이 첨가된다. 장석의 융점은 1250 ~ 1500℃이고, 석영의 융점은 약 1800℃로, 장석이 석영보다도 융점이 낮기 때문에 치과용 도재은 최종적으로 석영을 핵으로 하고 장석을 기질로 하는 유리가 된다. 한편, 성형성을 향상시키기 위하여 소량의 카오린(자연산 규산알루미늄, 백도토)을 첨가하는 경우도 있다.

치과용 도재는 자연치아와 동일한 색을 나타내기 위해서 상당히 높은 투명도가 필요하다. 석영이나 카오린의 함량이 증가하면 인공치아의 투명도는 떨어진다. 반면 석영의 첨가량이 증가할수록 인공치아의 강도가 증가한다. 치과용 도재의 경우 내구성은 다소 희생시키더라도 투명성을 향상시키기 위하여 장석을 첨가한다. 따라서, 조성 측면에서 볼 때 치과용 도재는 장석유리라고 부르는 것이 타당할 것이다. 장석은 비교적 융점이 낮고, 용융된 후 점성이 높은 유리상태가 되어 높은 투명도를 발휘하며, 카리장석, 소다장석, 회장석, 발륨장석 등의 여러 장석중에서 치과용 재료로는 점성이 높고 소성후 양호한 광택과 투명성을 갖는 카리장석이 주로 사용된다. 카리장석은 65.7%의 SiO₂, 18.4%의 Al₂O₃, 16.9%의 K₂O로 구성되며 화학식은 K₂O·Al₂O₃·6SiO₂로 표현하지만, 실제로 자연적인 장석에는 순수한 것이 거의 없고, 다소의 불순물이 포함되어 있다. 따라서 본 발명에서 치과용 도재는 가능한 불순물이 적은 카리장석을 사용한다.

본 발명의 적층 페이스트의 제조방법의 일실시예를 설명하면 다음과 같다. 덴틴재로 사용되는 도재분말 0.15g에 액상 첨가물 0.04g을 혼합하여 페이스트 상태로 몰드에 넣고 일정한 형태로 성형한다. 그 다음 에나멜재로 사용되는 도재분말 0.05g과 액상 첨가물 0.01g을 혼합하여 페이스트 상태로 몰드에 넣고 적층시킨다. 그 다음 투명재로 사용되는 도재분말 0.13g과 액상 첨가물 0.02g을 혼합하여 페이스트 상태로 몰드에 넣고 적층시켜 적층된 점성상태의 단일 페이스트를 완성한다.

시술 환자의 치아 색상 또는 투명도에 따라서 페이스트 형성시 도재의 첨가량을 변화시키며, 적층되는 도재의 종류나 순서도 달라질 수 있다. 또한, 치관의갯수에 따라서 적층형 페이스트의 갯수도 달리 할 수 있다. 또한, 색상이나 투면도에 따른 기준표를 만들어 페이스트를 규격화하고 치아 상태에 따라 필요한 규격품을 선정하는 것도 바람직하다.

완성된 적층형 페이스트는 점성상태를 유지하기 위해 포장을 한다. 시술이 필요한 환자의 치아 상태에 따라 기준표에 맞는 것을 선택한 후 사용 시 포장을 개봉한다.

실제 시술시에는 치아 색조에 따라 오페이크 처리된 금속소부도재 코아위, 또는 전도재관을 위한 코어위에 본 발명의 적층형 페이스트로 치관을 축성하여 성형하기 전에 액상 첨가물이 섞인 묽은 혼합 도재물을 도포할 수도 있다. 도포된 묽은 도재위에 포장을 개봉한 본 발명의 적층형 페이스트를 부착해서 가벼운 진동을 주며 치아 형태에 맞게 성형한다. 성형후 일정 시간 건조시킨 후, 소성하면 최종적인 인공치관을 완성하게 된다. 소성 후 필요에 따라서 일반 도재를 추가하여 재차 소성할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 인공치관용 도재 축성시 수작업에서 발생되는 시간의 과다와 시술자의 역량 부족, 제작당시의 술자의 생체리듬의 변화 및 도재 축성시 사용되는 물이나 용액의 증발 등의 환경적인 요인에 따른 도재 축성의 어려움을 해결할 수 있다. 따라서, 경험이 많지 않은 일반 치과 술자도 짧은 시간에 치관을 제조할 수 있고, 치관도재를 일정한 형태로 규격화시킬 수 있어 수복 치관물의 질을 일정 수준 이상으로 향상시킬 수 있을 것이다.

Claims (8)

1. 인공치관에 사용되는 치과용 도재분말에 액상 첨가물이 혼합되어 점성을 유지하는 페이스트를 치관을 구성하는 각 부분의 순서에 따라 적층시킨 치관용 적층형 페이스트.
2. 제1항에 있어서, 상기 치관은 불투명재, 덴틴재, 에나멜재, 투명재로 구성되는 것을 특징으로 하는 치관용 적층형 페이스트.
3. 제1항에 있어서, 상기 액상 첨가물은 폴리에테르폴리올, 다가알콜, 포름알데히드, 알카놀아민, 폴리비닐에테르, 비이온계 계면 활성제 또는 이들의 혼합용액 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 치관용 적층형 페이스트.
4. 제3항에 있어서, 상기 액상 첨가물에 물 또는 알콜 등의 용제를 부가 용매로 첨가한 것을 특징으로 하는 치관용 적층형 페이스트.
5. 제3항에 있어서, 상기 다가알콜은 프로필렌 글리콜 또는 에틸렌 글리콜인 것을 특징으로 하는 치관용 적층형 페이스트.
6. 제1항에 있어서, 상기 액상 첨가물은 글리세린과 증류수를 같은 양으로 용기에 넣고 이중탕으로 따뜻하게 한 용액인 것을 특징으로 하는 치관용 적층형 페이스트.
7. 인공치관을 구성하는 각각의 치과용 도재분말에 액상 첨가물을 혼합하여 반죽하여 점성상태의 페이스트를 제조하고,

   반죽된 각각의 페이스트를 치아의 색조 및 투명도에 따라 순서대로 몰드에 넣어 일정한 형태로 적층시키는 단계로 이루어지는 치관용 적층형 페이스트 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 적층된 페이스트를 포장하는 단계로 추가로 포함하는 치관용 적층형 페이스트 제조방법.