KR20060054668A - 치과용 세라믹재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인체의 구강건강에 유리한 원적외선/음이온을 방출하면서 구강내의 세균증식을 억제함과 더불어 구취를 제거하여 자연치 및 인공의치의 관리에 유리한 치과용 세라믹재에 관한 것이다.

바람직한 실시양태에 따른 세라믹재는 실리카(SiO₂)와, 지르코늄, 세륨, 네오디뮴(Nd₂O₃), 산화인(P₂O₅)에다 원적외선 방출기능을 갖는 연옥(Nephrite)과, 원적외선 및 음이온의 방출기능을 증대시키기 위한 토르말린을 혼합/열처리하고나서 가공연마하여 제조된다. 또, 해당하는 세라믹재에는 산화칼슘과 티타늄 및 은이 선택적으로 더 첨가된다.

바람직하게, 상기 세라믹재는 상기 가공연마에 의해 인공의치의 형태와 단지 입안에 투입되는 구강건강보조물의 형태 중 어느 하나로 형성되고, 상기 구강건강 보조물은 볼(Ball)형상이나 편(片)형상으로 가공된다.

치과세라믹, 연옥, 토르말린

Description

치과용 세라믹재{CERAMIC FOR DENTAL CLINIC}

본 발명은 치과용 세라믹재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체에 유리한 원적외선/음이온을 방출하도록 된 치과용 세라믹재에 관한 것이다.

일반적으로, 음식물의 소화/흡수를 위한 영구치로서의 치아(즉, 자연치)는 세균의 번식에 의한 충치라든지 풍치 및/또는 치주질환에 의한 악영향을 받게 되면 최종적으로 발치(拔齒)해야 하는 상황이 초래된다.

최소한 하나 또는 그 이상의 자연치가 세균에 의한 충치라든지 풍치 또는 치아에 흡착된 플라그에 연유하는 치주질환에 의해 발치된 부분을 그대로 방치하게 되면 음식물을 저작하는 기능이 감소될 뿐만 아니라 그 발치위치의 치조골이 함몰되면서 인접한 치아가 침입하게 되어 전체적으로 구강구조가 심하게 변화되는 현상도 초래될 가능성이 높다.

충치가 심한 경우에는 치아 내부의 신경관에서 오염된 신경을 제거하여 대체 물질을 충전하고 그 신경관을 폐쇄하고나서 크라운(Crown)을 씌우는 처리를 일반적으로 실행하게 되지만, 충치나 풍치 또는 치주질환의 악영향으로 말미암아 발치가 필요한 정도의 경우에는 발치의 수량에 따라 부분의치 또는 전체의치구조물이 사용 된다.

최근에, 발치된 부분에는 자연치와 유사한 기능을 갖도록 설계된 인공치아를 이식하기 위한 임플란트방식이 제안된 상태인 바, 그 임플란트방식에 따르면 발치된 부분에 인접한 치아의 손상과 골격손실을 방지하기 위해 그 발치 위치의 치조골에 중앙-웰(Well)형성 임플란트를 이식하고 그 임플란트가 치조골에 굳건하게 정위치되면 크라운기둥을 임플란트의 중앙-웰에 체결되는 나사에 의해 고정시키고나서 인공의치를 부착하게 된다.

여기서, 자연치를 대체하는 부분의치라든지 전체의치 또는 임플란트 인공의치는 자연치에 근사한 질감이라든지 색상을 고려하여 세라믹복합물이나 세라믹-금속복합물이 주로 적용된다.

치과용으로 사용되는 세라믹재료는 장석도재/알루미나도재/금속결합도재 등이 포함되는 재래형 세라믹재와, 운모계 글래스-세라믹/인회석계 글래스-세라믹/무수축 세라믹 등이 포함되는 주조용 세라믹재로 대별된다.

상기한 재래형 세라믹 중에서 장석도재와 알루미나도재는 심미성이 우수하여 심미수복재로 널리 사용되기는 하지만 수축율이 크고 취성을 보이기 때문에 기계적 강도가 낮은 단점을 갖는다.

그에 대해, 강도의 향상을 고려하여 개발된 도재용융합금은 합금색상의 노출과 도재의 불투명으로 인해 심미성이 감소되고 금속이온 유출에 의한 생체위해성 등의 문제가 나타나는 바, 그러한 문제를 보완하기 위해 주조용 세라믹이 제안된다.

그 주조용 글라스-세라믹의 일예에 따르면, 실리카(SiO₂)와 알루미나(Al₂O₃), 산화마그네슘(MgO), 탄산포타슘(K₂CO₃), 탄산나트륨(Na₂CO₃), 탄산칼슘(CaCO₂), 불화마그네슘(MgF₂) 및 산화인(P₂O₅)을 특정한 비율로 혼합한 다음 고온에서 열처리하여 인회석(apatite)결정상, 월라스토나이트(Wollastonite)결정상 및, 운모계(mica-based)결정상으로 이루어져 치과용 수복물과 보철물로의 용도를 갖도록 제조된다.

또, 세라믹복합물의 다른 예로는 산화칼슘과 실리카 및 보레이트로 조성되어 생체친화성을 증대시키기 위한 생체활성 세라믹이 포함되는 바, 그 세라믹의 경우에는 산화칼슘(CaO)과 실리카(SiO₂) 및 보레이트(B₂O₃)를 몰비로 40∼49% : 40∼49% : 2∼20%가 되도록 정량하고 건식법으로 혼합하여 백금도가니에서 1500℃까지 승온하고 2시간 유지하여 완전 용융시키고나서 즉시 스테인레스 몰드에 의해 성형함으로써 제조되고, 성분 중의 칼슘 보레이트가 체액내에서 쉽게 용해되어 칼슘의 과포화도를 상승시키고 보로실리케이트 유리상은 물과 반응하여 탄산아파타이트의 핵생성 자리를 제공하는 역할을 하는 실라뇰(SH-OH)기를 형성하기 때문에 신체 이식시 표면에 세포가 잘 흡착되도록 하는 탄산아파라이트층이 쉽게 생성되도록 제조된다.

그리고, 세라믹과의 접촉에 적합한 금(金)함량이 높은 신규한 치과용 합금에 따르면, 91∼99.4Wt%의 금; 0.5∼3Wt%의 티타늄과 탄탈로부터 선택된 하나 이상의 금속; 0∼5Wt%의 은; 0∼1Wt%의 이리듐, 로듐, 루테늄, 백금, 팔라듐, 오스뮴, 텅스텐, 철, 몰리브덴, 니오륨 및 레늄으로부터 선택된 하나 이상의 금속으로 구성되어 고온에서의 크립안정성이 우수하도록 제조된다.

상기한 치과용 세라믹재료나 세라믹-금속재료의 경우에는 실제로 인공의치로 제작되어 구강내에 고정적으로 설치되거나 탈착가능하도록 설치되는 경우 장시간 사용시의 견고함이라든지 생체조직과의 접합기능을 우선적으로 고려하여 제안되는 바, 실제 인체에 유리한 원적외선/음이온 방출에 의한 대체의학이 주목되는 현상에 비추어 보면 상기한 치과용 세라믹재료의 경우에는 구강내에서 사용되는 경우 인체에 유리한 원적외선/음이온 방출효과라든지 충치의 예방 또는 구강내 질환의 완화 기능에는 주목하지 못한 실정이다.

또, 자연치가 정상적으로 유지되는 경우에도 구강내의 질환이라든지 간(肝)등의 이상 또는 흡연 등의 이유로 구취가 발생되는 경우 대개는 액상의 구강세정제를 사용하거나 양치에 의존할 뿐, 생체활성기능과 구강청정기능을 만족하지는 못하는 상황이다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 인체의 구강건강에 유리한 원적외선/음이온을 방출하면서 구강내의 세균증식을 억제함과 더불어 구취를 제거하여 자연치 및 인공의치의 관리에도 유리한 치과용 세라믹재를 제공함에 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 실리카(SiO₂)와, 지르코늄, 세륨, 네오디뮴(Nd₂O₃), 산화인(P₂O ₅)에다 원적외선 방출기능을 갖는 연옥(Nephrite)과, 원적외선 및 음이온의 방출기능을 증대시키기 위한 토르말린을 혼합/열처리하고나서 가공연마하여 제조된 치과용 세라믹재가 제공된다.

바람직하게, 상기 세라믹재는 실리카(SiO₂) 45∼30Wt%와, 지르코늄 20∼25Wt%, 연옥 15∼20Wt%, 토르말린 10∼15Wt%, 세륨 4∼3Wt%, Nd₂O₃ 3∼5Wt%, 인 3∼2Wt%의 혼합비율을 갖게 된다.

또, 상기 세라믹재에는 산화칼슘과 티타늄 및 은이 선택적으로 더 첨가된다.

본 발명에 따르면, 해당하는 세라믹재는 상기 가공연마에 의해 인공의치의 형태와 단지 입안에 투입되는 구강건강보조물의 형태 중 어느 하나로 형성되고, 상기 구강건강보조물은 볼(Ball)형상이나 편(片)형상으로 가공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 치과용 세라믹재는 무기합성물인 실리카(SiO₂)와, 지르코늄, 세륨, 네오디뮴(Nd₂O₃), 산화인(P₂O ₅)에다 원적외선 방출기능을 갖는 연옥(Nephrite)과, 상기 실리카와 연옥의 혼합에 의해 제조되는 세라믹의 강도 보강과 인체에 유리한 원적외선 및 음이온의 방출기능을 증대시키기 위한 토르말린을 혼합하여 제조된다.

실제, 실리카는 3차원 망목구조를 가진 실리카 입자의 표면과 내부에는 실란올기(Si-OH)를 많이 포함하는 다공성 구조를 갖게 된다.

연옥은 경도 6.5(유리의 경도는 5.5)의 천연광물로서 인체의 필수광물인 칼 슘과 철분 및 마그네슘을 함유하고 인체에 유리한 원적외선을 방출하게 되는 바, 그 연옥에서 방출되는 기 파동(氣波動)과 인체세포의 기 파동이 동일하기 때문에 인체 세포에 골고루 침투하여 공명공진작용을 일으킴으로써 혈액순환이라든지 내분비선의 불순물제거, 혈액의 알칼리화 및 체내의 유해 노폐물을 배설하는 작용이 지원될 뿐만 아니라 근육의 성장을 도와주고 신경안정 등의 효과도 지원된다.

토르말린은 철/마그네슘/알칼리 금속 등과 알루미늄의 복잡한 붕규산염(소위 '전기석'으로 알려진 광물)으로서, 유리광택과 수지광택을 가지면서 인체에 유익한 원적외선과 음이온을 생성하고 마찰에 의해 전기(0.06mA)를 발생하여 모세관혈관을 확장시켜 혈액순환을 촉진시키고 세포를 활성화시켜 신진대사를 촉진시키는 기능을 갖게 된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 실리카(SiO₂) 45∼30Wt%와, 지르코늄 20∼25Wt%, 연옥 15∼20Wt%, 토르말린 10∼15Wt%, 세륨 4∼3Wt%, Nd₂O₃ 3∼5Wt%, 인 3∼2Wt%를 혼합하여 제조된다.

그 제조과정의 일예에 따르면 각 원료를 합성볼밀에 의해 근조파우더를 추출하고나서 그 파우더와 수지(바람직하게는 바인더수지) 및 왁스를 200℃∼220℃의 온도에서 합성혼합하게 된다.

그 합성혼합물을 180℃∼220℃에서 제품모형을 성형사출하고 500℃∼600℃에서 대략 30∼40시간 유지하여 수지(바인더수지)를 탈지시키고나서 대략 900℃∼1300℃에서 12∼15시간 고온열처리하게 된다.

그 고온열처리가 종료되면 대략 1∼2시간의 유지기간을 거쳐 필요한 형상으로 가공연마하게 된다.

여기서, 가공연마단계에서는 발치된 부분에 적용하기 위한 인공의치의 형상으로 가공이 이루어지거나 입안에 넣고서 원적외선/음이온효과에 의한 구취라든지 세균의 번식을 억제시키기 위한 볼(Ball)형상 또는 편(片)형상의 구강건강보조물로서 가공이 이루어지게 된다.

상기한 과정에 의해 제조되는 치과용 세라믹은 실리카와 연옥이 자연치와 유사한 색상(미백)을 보이면서 인체에 유익한 원적외선 및 음이온이 방출되기 때문에 인공의치의 제조시 또는 구강건강보조물의 제조시 구강내에서의 구취제거라든지 세균증식의 억제 및 치주질환의 완화 등에 유리하게 된다.

그에 대해, 상기한 혼합원료에는 예컨대 조개껍질 등에서 추출된 탄산칼슘의 첨가도 가능한 바, 그 경우의 세라믹재는 실리카(SiO₂) 30∼20Wt%와, 지르코늄 20∼25Wt%, 연옥 15∼20Wt%, 토르말린 10∼15Wt%, 세륨 4∼3Wt%, Nd₂O₃ 3∼5Wt%, 인 3∼2Wt%, 산화칼슘 15∼10Wt%의 혼합비율로 제조된다.

또, 상기한 혼합원료에는 상기 토르말린에 의한 원적외선/음이온 발생 전기가 생체에 양호하게 전달되도록 하기 위해 바람직하게 티타늄을 더 혼합해주면 음이온 전달에 유리하게 된다.

그 경우에 따르면 실리카(SiO₂) 30∼20Wt%와, 지르코늄 15∼10Wt%, 연옥 15∼20Wt%, 토르말린 10∼15Wt%, 세륨 4∼3Wt%, Nd₂O₃ 3∼5Wt%, 인 3∼2Wt%, 산화칼슘 15∼10Wt%, 티타늄 5∼15Wt%의 혼합비율로 제조되면 바람직하지만, 그 혼합비율은 원적외선/음이온의 방출강도의 변경에 따라 조절이 가능함은 물론이다.

그와 같이 제조된 치과용 세라믹재는 실리카와 연옥이 자연치와 유사한 색상(미백)을 보이면서 인체에 유익한 원적외선이 방출함과 더불어 토르말린에 의해 전체적인 강도가 보강되면서 원적외선방출기능이 보다 강화되고 음이온이 티타늄에 의해 양호하게 생체에 전달되어 바람직하게 된다.

또, 본 발명에 따르면 상기 세라믹에는 살균/항균력이 우수한 금속으로서 은(銀)이 소량(예컨대, 0.5∼1Wt%)으로 혼합되거나 게르마늄이 적정한 비율(예컨대 3∼5Wt%로 혼합되어도 되는 바, 그 경우에는 상기한 혼합물 중에서 소정의 혼합물(예컨대, 연옥)의 비율을 조절함으로써 가능하게 된다.

따라서, 은 및/또는 게르마늄이 함유된 세라믹재는 연옥과 토르말린 및 게르마늄에 의한 원적외선/음이온 방출기능과 티타늄에 의한 음이온전달효과의 향상에 더하여 은에 의한 항균/살균기능이 추가적으로 달성됨에 따라 구강내에서 충치를 유발하는 세균의 증식이 강력 억제될 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 예로 한정되지는 않고 발명의 기술적 요지 및 요점을 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 치과용 세라믹재에 의하면 원적외선/음이온 방출기능의 연옥과 토르말린(및/또는 게르마늄)이 혼합됨에 따라 그 원적외선에 의해 생체활성능력이 향상된다.

더욱이, 전기석으로 칭해지는 티타늄의 추가적인 첨가에 의해 음이온의 전달효과가 일층 향상되게 된다.

또, 살균/항균력이 양호한 은이 함유되면 구강내에서 충치를 유발하는 세균의 증식이 극력 억제된다.

Claims (4)

1. 실리카(SiO₂)와, 지르코늄, 세륨, 네오디뮴(Nd₂O₃), 산화인(P₂O ₅)에다 원적외선 방출기능을 갖는 연옥(Nephrite)과, 원적외선 및 음이온의 방출기능을 증대시키기 위한 토르말린을 혼합/열처리하고나서 가공연마하여 제조된 것을 특징으로 하는 치과용 세라믹재.
2. 제 1항에 있어서, 해당하는 세라믹재는 실리카(SiO₂) 45∼30Wt%와, 지르코늄 20∼25Wt%, 연옥 15∼20Wt%, 토르말린 10∼15Wt%, 세륨 4∼3Wt%, Nd₂O₃ 3∼5Wt%, 인 3∼2Wt%의 혼합비율을 갖는 것을 특징으로 하는 치과용 세라믹재.
3. 제 1항과 제 2항 중 어느 한 항에 있어서, 해당하는 세라믹재에는 산화칼슘과 티타늄,은 및 게르마늄이 선택적으로 더 첨가되는 것을 특징으로 하는 치과용 세라믹재.
4. 제 1항에 있어서, 해당하는 세라믹재는 상기 가공연마에 의해 인공의치의 형태와 구강건강보조물의 형태 중 어느 하나로 형성되고, 상기 구강건강보조물은 입안에 투입되는 볼형상과 편형상중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 치과용 세라믹재.