이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기의 구조를 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 어댑터에 초음파 진동자와 LED 발광부가 동시에 구비된 것을 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 LED 발광부가 구비된 어댑터를 도시한 정면도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기는 크게 프로브(100)와, 어댑터(10)와, 인입바(20) 및 본체(30)를 포함하여 이루어진다. 즉, 초음파 발생부(110), LED 발광부(120) 및 오존수 공급부(130)는 어댑터(10)에 내장되고, 상기 인입바(20)는 상기 어댑터(10)의 일측에 연장 형성되어 시술자의 손에 파지되고 환자의 구강 내로 출입하기에 적당한 크기로 형성되며, 본체(30)는 상기 인입바(20)와 케이블(22)로 연결되어 시술자의 접근 및 확인이 용이한 위치에 설치되도록 한다.
먼저, 본 발명에 따른 프로브(100) 및 어댑터(10)를 설명하기로 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 프로브(100)는 내부에 오목한 공간부(102)가 형성된 원통형의 케이스로서, 프로브(100)의 내부 공간부(102)에는 어댑터(10)가 구비된다.
상기 어댑터(10)는 구강 내의 살균은 물론 구강 내 조직이나 치아의 안전성을 보장할 수 있는 초음파나 살균용 자외선 또는 오존수를 출력하는 것으로 전원을 인가받아 진동하기 위한 초음파 진동자(110)나 LED 발광부(120) 또는 오존수 공급부(130) 중 어느 하나 이상이 선택적으로 구성될 수 있다.
먼저, 상기 초음파 진동자(110)는 압전세라믹스(112)가 설치될 수 있는데, 압전세라믹스(112)는 공진주파수는 0.994±0.009㎒, 공진저항은 640±260mΩ 정도의 원판형을 사용한다. 압전세라믹스(112)의 한 면에 접착제를 얇게 도포한 다음, 10∼20kgf·㎝의 힘으로 프로브(100)의 내부 공간부(102)의 상단과 압전세라믹스(112)를 밀착시킨 상태로 100∼150℃에서 20분간 열처리하여 압전세라믹스(112)를 프로브(100)에 부착하여 초음파 진동자(110)를 제조한다. 초음파 진동의 강약은 통상 회로기판에 설치되는 파워트랜지스터(114)에 의해 결정되는데 본체(30)에 구비되는 강약 조절스위치(330)를 이용하여 그 세기를 변경할 수도 있다.
이러한 초음파 진동자(110)를 이용한 치료 작용은 주로 환부의 발열에 의한 신진대사(metabolism)의 촉진, 고주파 진동에 의한 마이크로 마사지(micro-massage), 기타 생체 조직 내에 작용하는 생물적 화학 작용에 의한 것이다. 초음파를 이용한 치료의 최대 특징은 그 침투성에 있는데, 피하 6cm 정도의 심부까지 그 에너지가 작용하므로 임플란트 처치가 실시된 표피 부근뿐만 아니라 피하 심부를 직접 진동 및 발열시킬 수 있으므로 단시간에 매우 효율적인 치료가 가능하다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 LED 발광부(120)가 구비된 어댑터(10)는 상기 프로브(100)의 내부 공간부(102)에 650nm의 파장을 갖는 복수 개의 자외선 LED들이 설치된다. 이러한 자외선 LED는 4개∼6개가 구비되는 것이 바람직하며, 임플란트 처치가 된 구강 내의 세균이나 바이러스의 감염으로부터 인체를 보호하는 역할을 한다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 오존수 공급부(130)가 구비된 어댑터를 도시한 정면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 오존수 공급부(130)를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
상기 오존수 공급부(130)는 오존(ozone)이 함유된 소독 용수를 임플란트 처치가 실시된 부위에 사용하는 것으로, 도 6에 도시된 바와 같은 상기 어댑터(10)의 일측으로부터 연장형성된 배출관(136)의 끝에 형성된 오존수 분사구(137)를 통해 오존수가 구강 내부로 분출되게 한다.
이러한 상기 오존수 공급부(130)는, 도 7에 도시된 바와 같은 상수도(T)와 배관 연결되어 유입되는 물을 복수 개의 필터(131) 및 다수개의 세라믹 볼(132)을 내장한 활수 필터(133)를 거쳐 활수시키고 활수된 물을 고압트랜스(134)에 의하여 인가되는 고전압으로 전기분해하여 오존을 발생시키는 오존발생기(135)를 통과시켜 배출관(136)을 통하여 소독 용수로 배출시키는 것으로, 상기 필터(131) 및 활수 필터(133)는 공지의 것이며 특히 상기 활수 필터(133)는 복수 개의 물분자가 수소결합으로 그룹을 이루는 클러스터의 수소결합을 해제시켜 상기 클러스터의 크기를 줄임으로써 산소를 용이하게 받아들이는 구조로 바뀌면서 상수도(T)로부터 유입된 물속의 중금속 등 불순물을 침전시키고 유기물을 분해하는 역할을 하게 되는 것이다. 이때, 상기 각 필터(131)를 거친 물은 세포재생 등과 같은 장시간 및 장기간에 걸친 치료를 요하는 경우 활용이 가능하다.
또한, 상기 오존발생기(135)는 특별히 도시하지는 않았으나 다수 개의 전극선을 구비하는 전극판과 고압트랜스로 연결되고, 전극선이 내장된 복수개의 격벽으로 구획된 공간이 구비된 공지된 구조이다. 이때, 상기 오존발생기(135)는 신속하게 살균 소독 또는 세척을 행할 필요가 있는 환경에서 후술할 본체(30)의 조작으로써 지속적으로 물의 전기분해를 통하여 오존을 발생시키면서 소독 용수를 사용할 수 있도록 함으로써 강력한 소독 및 살균력을 지닌 오존의 특성을 활용할 수 있게 되는 것이다. 상기 배출관(136)은 어댑터(10)까지 연장형성되어 프로브(100)의 일측에 형성된 오존수 분사구(137)를 통하여 소독 용수로 배출시킨다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기는 어댑터(10)가 더욱 다양한 형태로 구성될 수 있다.
도 8(a) 내지 도 8(d)은 본 발명의 제4실시예 내지 제7실시예에 따른 다양한 어댑터의 형태를 도시한 정면도이다.
도 8(a)은 본 발명의 제4실시예로서 초음파 발생부와 LED 발광부가 구비된 것이고, 도 8(b)은 본 발명의 제5실시예로서 초음파 발생부와 오존수 공급부가 구비된 것이고, 도 8(c)은 본 발명의 제6실시예로서 LED 발광부와 오존수 공급부가 구비된 것이고, 도 8(d)은 본 발명의 제7실시예로서 초음파 발생부, LED 발광부 및 오존수 공급부가 모두 구비된 형태의 것이다. 이와 같이 상기 어댑터(10)는 인입바(20)와 함께 후술되는 본체(30)에 케이블(22)로 연결되어 사용자의 선택에 따라 다양한 어댑터(10)를 적용하여 사용할 수 있다.
다음으로, 인입바(20)에 대해 설명하기로 한다.
상기 인입바(20)는 상기 어댑터(10)의 일측으로부터 연장형성되어 환자의 구강 내로 인입되는 것으로, 인체에 해가 없는 실리콘이나 이물감이 적은 바이오 세라믹과 같은 재질을 사용하여 입 안에 넣기 편한 유선형과 같은 다양한 형태 및 크기로 제작된다.
다음으로, 본체(30)에 대해 설명하기로 한다.
상기 본체(30)는 상기 인입바(20)와 케이블(22)로 연결되어 어댑터(10)의 작동 및 전원을 공급하도록 마이컴 제어하는 것으로, 상기 본체(30)의 내부에는 마이콤(미도시)이 내장되며 미리 프로그램화된 내용에 따라 어댑터(10)의 동작을 선택하고 수행할 수 있도록 구성된다. 다시 말해서 시술자는 환자의 상태 등을 파악하여 시술 전에 초음파, 자외선, 오존수 처치를 선택하고, 그 강약을 조절할 수 있도 록 하는 것이다.
먼저, 상기 본체(30)는 기본 외형을 이루는 케이스(310)를 갖추게 된다. 그리고 상기 케이스(310)의 전면에는 외부 전원을 상기 어댑터(10)에 공급되게 하는 전원스위치(320)와, 시작/정지스위치(330)와, 동작모드 설정스위치(340)와, 강약 조절스위치(350)와, 타이머부(360)가 형성되고 이들의 동작상태는 디스플레이부(370)를 통해서 표시될 수 있다.
여기서, 상기 전원스위치(320)는 외부 전원이 상기 어댑터(10)에 선택적으로 공급되게 하며, 상기 시작/정지스위치(330)는 상기 어댑터(10)의 동작을 제어한다.
또한, 상기 동작모드 설정스위치(340)는 상기 시작/정지스위치(310)의 조작으로 상기 어댑터(10)가 작동될 때 초음파 진동, 살균용 자외선 조사 또는 오존수 공급의 동작을 선택할 수 있도록 한다. 즉, 초음파 진동, 살균용 자외선 조사 및 오존수 공급이 각각 별개로 이루어질 수 있으며, 초음파 진동과 살균용 자외선 조사의 형태, 초음파 진동과 오존수 공급의 형태, 살균용 자외선 조사와 오존수 공급의 형태, 그리고 초음파 진동과 살균용 자외선 조사 및 오존수 공급을 모두 함께 동작시키는 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 상기 강약 조절스위치(350)는 상기 전원스위치(320)의 조작으로 전원이 공급될 때 이 외부전원을 조절하여 초음파 진동자(110)로부터 발생된 초음파 진동의 크기나 LED 발광부(120)의 살균용 자외선 조사 세기 또는 오존수 공급부(130)에서 공급되는 오존수 분사의 강약을 조절할 수 있도록 한다.
또한, 상기 타이머부(360)는 시술자가 설정된 시간 동안 상기 초음파 진동 자(110)나 LED 발광부(120) 및 오존수 공급부(130)에 전원이 공급되게 하고, 상기 설정된 시간 이후에는 자동으로 전원공급을 차단하도록 할 수 있다. 이는 초음파 진동자(110)를 연속으로 사용할 경우에 진동자의 부하 증가나 손실 성분에 의해 진동자에 열이 필연적으로 발생하게 되므로 일정 시간 이상 사용하게 되면 과열이 발생할 수 있다. 따라서 기기 작동의 안정성에도 나쁜 영향을 주지만, 진동자의 과열로 이어져 인체 사용상의 안전성에도 문제가 된다. 본 발명은 이러한 점을 해결하기 위하여 타이머부(360)는 케이스(310)의 외면에 시간 설정을 위한 타이머 스위치 형태로 마련하여 시술자의 정해진 시간동안만 작동할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 본체(30)의 디스플레이부(370)는 전원상태, 시작/정지상태, 동작모드 설정상태, 초음파 진동자(110)에 의한 초음파 진동의 강약 표시, LED 발광부(120)에 의한 살균용 자외선의 세기표시, 오존수 공급부(130)에 의한 오존수의 분사 강약표시, 상기 타이머부(360)에 의해 시간설정 메뉴 및 설정된 시간표시 등을 다양한 방식으로 표시할 수 있다. 바람직하기로 상기 디스플레이부(370)는 시술자가 외부에서 쉽게 확인할 수 있는 LCD 액정과 같은 형태로 구비되어 각종 숫자나 문자, 그래프 등으로 나타내는 것이 바람직하다.
다음으로 본 발명의 바람직한 제8실시예에 대해 설명하기로 하며, 상술한 제1실시예 내지 제7실시예와 중복되는 부분에 대해서는 그 설명을 생략하며 제1실시예 내지 제7실시예를 참조하면 충분한 이해가 가능하다.
본 제8실시예에 따른 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기의 기본구성으로는 상기 인입바(20) 및 본체(30)를 일체로 구비하여 시술자의 손 에 파지되도록 하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 시술자의 휴대가 간편하도록 최대한 소형화되어 있다. 특히, 제1실시예와 다른 점은 본체(30)를 인입바(20)와 일체로 구성하여 본체(30)의 전면으로 전원스위치(320)와, 시작/정지스위치(330)와, 초음파, LED 또는 오존수 공급의 동작을 선택하는 동작모드 설정스위치(340)와, 강약 조절스위치(350)를 구성함으로써 시술자가 인입바(20)를 잡고서 모든 시술동작을 할 수 있도록 한 것이다.
이와 같은 본 제8실시예에 따른 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기를 도 9에 나타내었다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제8실시예에 따른 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기는 상술한 바와 같이 초음파 발생부(110), LED 발광부(120) 및 오존수 공급부(130)가 어댑터(10)에 내장되고, 상기 인입바(20)의 내부에는 본체(30)의 각종 구성이 일체로 구비된다.
이때, 상기 인입바(20)는 소정의 탄성력으로 굴곡되고 복원되도록 하기 위해 연성부(210)와 강성부(220)를 포함하고, 기존의 본체(30)와의 연결부위가 연성부(210)로 제작된다. 여기서 연성부(210)는 탄성력이 좋은 재질인 스프링강, 합성수지 등이 사용될 수 있을 것이다.
한편, 상기 인입바(20)의 일측에는 충전상태를 표시하는 각종 발광소자(380)들과 전원공급부(390)가 더 구비되어 있다.
상기 전원공급부(390)는 상용되는 건전지를 수납하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라 충전지, 전원플러그 등을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 상기 전원공급 부(390)는 충전단자(392)의 형태로 구비되어 후술되는 충전수단(40)인 충전용 거치대(410)의 수납공간(414)에 끼움고정되면 수납공간(414)의 내측에 구비된 전원접점단자(414)와 접점연결되어 전원을 충전받을 수 있도록 구성된다.
또한, 본 제8실시예에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 오존수 공급부(130)가 어댑터(10)와 분리되고 인입바(20)의 후방측에 배치되어 환자의 구강 내에 오존수를 주사하기 용이한 길이로 설치될 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 제9실시예에 따른 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기는 외부전원을 공급받아 충전하는 충전수단(40)이 더 구비되는 것을 특징으로 하며, 상기 충전수단(40)은 충전용 거치대(410) 타입으로 구비될 수 있다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제9실시예에 따른 충전용 거치대가 구비된 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기의 사시도이고, 도 11은 도 10의 분리사시도이다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 충전용 거치대(410)는 상기 인입바(20)가 끼움결합에 의해 위치고정되어 세워진 상태로 견고하게 지지될 수 있도록 하기 위하여 충전용 거치대(410)의 전방측에는 상기 인입바(20)의 중간 부분까지 감싸지도록 형성된 수납공간(412)이 형성되고, 수납공간(412)의 내부면으로 상기 인입바(20)의 하측면에 마련된 충전단자(392)가 접할 경우에 충전이 실시되는 전원접점단자(414)가 구비될 수도 있다. 또한, 상기 충전용 거치대(410)의 정면에는 LED와 같은 충전량 표시램프(414)가 형성되어 완충여부가 표시되게 되며, 후면 외 측에는 외부의 전원을 공급받기 위한 전원플러그(418)가 마련된다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기의 작동 상태를 간략히 서술하면 다음과 같다.
시술자는 충전이 이루어진 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기의 인입바(20)를 파지한 상태에서 전원스위치(320)의 조작으로 전원을 공급하고, 동작모드 설정스위치(340)로 동작모드를 설정한다.
초음파 치료 모드의 경우, 초음파 진동자(110)가 구비된 어댑터(10)를 임플란트 처치가 실시된 부위에 프로브(100)를 밀착시키게 된다. 시작/정지스위치(330)의 조작으로 초음파 진동자(110)를 작동시키면 초음파 진동이 프로브(100)에 의해 임플란트 처치가 실시된 부위에 전달되고, 이때 강약 조절스위치(350)에 의해 초음파 진동의 강도를 조절할 수 있게 된다. 따라서 임플란트 처치가 실시된 표피 부근뿐만 아니라 피하 심부를 직접 진동 및 발열시킬 수 있으므로 단시간에 매우 효율적인 치료가 가능하다.
또한, LED 자외선 치료 모드의 경우, LED 발광부(120)가 구비된 어댑터(10)를 임플란트 처치가 실시된 부위에 프로브(100)를 밀착시키게 된다. 시작/정지스위치(330)의 조작으로 자외선 LED를 점등시키면 초음파 진동이 프로브(100)에 의해 임플란트 처치가 실시된 부위에 전달되고, 적외선에 의해 임플란트 처치가 된 부분에 구강 내의 세균이나 바이러스를 멸균시키게 된다.
또한, 오존수 치료 모드의 경우, 시작/정지스위치(330)의 조작으로 고압트랜스(134)를 가동시켜 상기 고압트랜스(134)와 연결된 오존발생기(135)에 고전압을 인가시킴으로써 공급되는 물의 전기분해로 발생되는 오존이 함유된 물을 배출관(136)을 통하여 입안에 오존수 공급부(130)를 통하여 오존수를 공급하여 머금게 한다. 이때, 강약 조절스위치(350)에 의해 오존수의 분사 강도를 조절할 수 있게 된다.
또한, 초음파 치료와 LED 치료 및 오존수 치료를 동시에 진행하는 경우에는 상기 어댑터(10)의 초음파 진동자(110)로부터 발생된 초음파가 구강 내부 구석구석으로 방사압 형태의 파동에너지로 퍼지게 되고, 상기 LED 발광부(120)의 자외선 LED로부터 발생된 자외선이 구강 내부를 조사하게 되어 살균하며, 이때 오존수 공급부(130)의 오존수 분사구(137)를 통해 공급된 매질인 오존수의 운동에너지가 급격히 증대되면서 수많은 미세기포를 발생시키게 되고, 발생된 기포의 파열 시 발생하는 충격파에 의해 임플란트 처치가 실시된 부위를 빠짐없이 소독한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기는 초음파 치료와 자외선 치료뿐만 아니라 이와 병행하여 오존수로 골재생 및 치조조직의 치료를 함으로써 골재생 및 치주조직 재생을 단시간에 할 수 있게 된다. 이때, 초음파 치료는 임플란트 시술 후 7~14일 동안 1일에 15분식 3.0㎒군에서 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 시술자가 본 발명의 제9실시예에 따른 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기를 충전할 경우를 설명하기로 한다.
우선 충전용 거치대(410)를 평평한 위치에 위치시킨 후, 충전용 거치대(410)의 후방에 마련된 전원플러그(418)를 220V의 전기코드에 연결하게 된다. 계속해 서, 인입바(20)의 내부에 마련된 전원공급부(390)의 충전을 위하여 사용자는 충전용 거치대(410)의 전방측에 오목하게 마련된 수납공간(414)에 인입바(20)의 하부를 위치시켜 인입바(20)의 충전단자(392)와 전원접점단자(414)가 서로 접속되도록 한다. 인입바(20)의 충전이 이루어지는 과정 및 충전이 이루어진 상태는 충전용 거치대(410)의 전방에 마련된 충전량 표시램프(416)에 표시되며, 완충된 이후에는 충전회로에 마련된 장치에 의해서 과충전이 방지되도록 한다.
도 12는 본 발명에 따른 초음파와 자외선 및 오존수 시술이 가능한 치과용 치료기를 사용하여 임플란트 처치가 실시된 부위에 초음파 치료를 한 경우와 치료를 하지 않은 경우에 따른 골생성 상태를 비교하여 도시하였다.
도 12를 참조하면, 초음파 치료 4주 후의 골 성숙 정도는 초음파 치료를 하지 않은 상태에서 12주 후의 골 성숙 정도와 비슷한 골 성숙 정도를 나타냄을 알 수 있다.
또한, 첨부된 도 13에서는 초음파 치료를 하지 않은 상태와, 다양한 조건에서 초음파 치료를 7~14일 동안 정기적으로 초음파 치료를 한 후, 치조골에 매입된 픽스츄어가 풀릴 수 있는 회전토크값을 측정하여 나타내었다.
이와 같이, 도 13을 참조하면, 1일에 20분씩 3.0㎒, 40mw로 수술 후 7~14일동안 정기적으로 초음파 치료할 때, 치조골에 매입된 픽스츄어가 풀릴 수 있는 회전토크값을 가장 크게 측정된 것을 알 수 있다. 따라서, 초음파 치료시 골융합이 잘 이루어짐을 알 수 있다.
그리고, 임플란트 시술 후, 초음파 치료를 한 경우와, 골 재생제를 사용하여 치료한 경우 골조직을 검사하여 그 검사결과를 표 1에 나타내었다.
구분 |
단위골량 BV/TV(%) |
골폭량 Tb.N |
골량수 Tb.Sp |
골간격 Tb.Sp |
유골면 OS/BS(%) |
유골두께 O.Th |
B-TCB V/TV(%) |
골재생제 사용 |
14.330 |
73.85 |
1.965 |
435.041 |
54.934 |
20.759 |
20.892 |
초음파 치료 |
26.958 |
104.528 |
2.579 |
283.213 |
14.982 |
15.799 |
3.119 |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 골 재생제만 사용한 경우에 비해 골량과 밀도는 현격하게 높으며, 유골은 현격하게 낮음을 알 수 있었다. 그리고 임플란트 처치가 실시된 부위의 피부재생도 촉진됨을 알 수 있었다.
지금까지는 본 발명을 특정한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음이 명백하다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아니라 단지 예시한 것으로 해석되어야 한다.