KR20140105762A - 치내요법용 기구 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비선형 초탄성 파일을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 샤프트 및 파일축을 구비한 초탄성 파일을 제공하는 단계, 하나 이상의 변위 부재에 의해 한정된 파일홈을 포함하는 고정기구를 제공하되, 상기 파일홈은 상기 샤프트를 수용하기 위해 구성되는 단계; 상기 샤프트의 제1 부분을 포함하는 상기 샤프트의 적어도 일부분을 파일홈을 따라 고정기구 내로 삽입하는 단계, 상기 샤프트의 제1 부분이 파일축으로부터 변위되어 샤프트의 제1 오프셋 부분을 형성하도록 상기 샤프트의 제1 부분을 하나 이상의 변위 부재의 제1 변위 부재와 접촉시키는 단계, 및 상기 샤프트의 일부분을 고정기구에 삽입되어 있는 동안 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 적어도 약 1분의 기간 동안 적어도 약 300℃의 온도까지 가열하는 단계를 포함한다.

Description

치내요법용 기구 및 이의 제조 방법{ENDODONTIC INSTRUMENTS AND METHODS OF MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 치과 기구를 처리하는 방법으로, 보다 구체적으로는 근관을 형상화하고 세정하는데 유용한 회전 파일에 관한 것이다.
치내요법용 기구(파일(file) 및 확공기(reamer)를 포함함)들은 감염된 치아의 근관(root canal)을 세정하고 형상화하기 위해 사용된다. 상기 기구는 이들이 장착된 치과용 핸드피스(handpiece)의 원조 하에 또는 수동으로 치과 의사에 의해 근관 속에서의 회전 및 왕복 모드 중 하나로 작동할 수 있다. 기구들은 일반적으로 목적하는 세정 및 형상화 결과를 달성하기 위해 차례차례로 사용된다(상이한 근관 수술 기법에 의존함). 치내요법용 기구는 근관의 세정 및 형상화 공정에 사용됨에 따라 실질적인 반복 굽힘 및 비틀림 변형력에 적용된다. 근관의 복잡한 만곡으로 인해 레징(ledging), 이송, 천공 또는 기구 분리과 같은 원치 않는 다양한 절차상 사고를 치내요법의 실행 시에 접하게 될 수 있다.
현재, 형상 기억 합금(SMA)으로 제조된 치내요법용 회전 기구들은 스테인레스강 대응물들보다 양호한 전반적인 성능을 나타냈다. 그러나 상술한 원치 않는 절차상 사고의 발생은 급격히 감소하지는 않았다. 따라서 이는 반복 피로 및 비틀림 과부하로 인해 전반적인 특성, 특히 굴곡성 및 파절에 대한 저항이 향상된 새로운 치내요법용 기구를 필요로 한다.
미국 특허 제 4,889,487호에는 근관을 확장하고 형상화하기 위해 사용되도록 하나 이상의 확장된 궁형 굴곡부를 구비한 치내요법용 파일이 개시되어 있다. 근관 모두가 동일한 기하학 구조를 갖지 않기 때문에 통상적인 테이퍼링(tapering)된 파일은 전형적으로는 원형 단면을 생성하고, 그 결과 상기 근관으로부터의 상아질 및 연질 조직의 제거를 통상적인 파일의 원형 단면에 상응하는 일반적으로 하나의 크기의 관 개구부에 제한하다. 이러한 특허에서는 목적하는 굽힘 반경으로 상기 파일을 형상화하기 위해 스탬핑 부재 사이에서 상기 파일을 크림핑(crimping) 하는 것이 개시되어있다. 상기 파일의 크림핑과 관련한 문제점은 크림핑 하기 위해 사용된 기구가 잠재적으로 상기 파일의 플루팅(fluting)에 손상을 주어 절단 효율을 저하시킬 수 있다는 것이다. 상기 파일의 크림핑과 관련한 다른 문제는 이것이 본질적으로 이 같이 크림핑된 영역에서 파일을 약화시켜 상기 근관 내에서 파열에 더욱 취약하게 만든다는 것이다. 미국 특허 제 7,713,059 호에는 근관용 채널을 세정하고, 성형화하고, 및/또는 확장하기 위한 기구가 개시되어 있다. 상기 기구 및 이의 외곽선에 의해 둘러싸인 내부 부피를 갖는 이러한 설계는 작업하는 도중에 기구에 작용하는 힘의 결과로서 변하게 될 수 있다.
통상적인 회전 파일들과 비교해서 본 발명의 하나의 가능한 이점은 비-초탄성 파일을 형성하는 방법이다. 통상적인 회전 파일들과 비교해서 본 발명의 다른 가능한 이점은 근관을 형상화하면서 확장 및 붕괴 중 하나에 의해 형상 및 기하학 구조를 변경할 수 있는 선형 파일(예를 들어, 비-초탄성 비선형 파일)을 형성하는 방법이다. 또한 형상 기억 합금(예를 들어, NiTi)을 형상 설정하기 위해 고정기구를 이용하는 이러한 공정으로 회전 파일을 형상화함으로써 이는 근관을 제조하는 공정 전반에 걸쳐 상기 기하학 구조를 유지할 뿐만 아니라 플루팅이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 치내요법용 기구들을 제조하기 위한 향상된 공정을 제공함으로써 이전의 치내요법용 기구들에 비해 향상시키도록 시도한다. 일 양태에서, 본 발명은 비선형 초탄성 파일을 제조하는 방법을 제공하며, 이때 상기 방법은 샤프트 및 파일축을 구비한 초탄성 파일을 제공하는 단계, 하나 이상의 변위 부재에 의해 한정되는 파일홈을 포함하는 고정기구를 제공하되, 상기 파일홈이 상기 샤프트를 수용하도록 구성되는 단계, 상기 샤프트의 적어도 일부분을 상기 파일홈을 따라 상기 고정기구 내로 삽입하되, 상기 샤프트의 일부분이 상기 샤프트의 제1 부분을 포함하는 단계, 상기 샤프트의 제1 부분이 상기 파일축으로부터 변위되어 상기 샤프트의 제1 오프셋 부분을 형성하도록 상기 샤프트의 제1 부분을 상기 하나 이상의 변위 부재의 제1 변위 부재와 접촉시키는 단계, 및 상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 적어도 약 1분의 기간 동안 적어도 약 300℃의 온도까지 상기 고정기구에 삽입된 상태에서 상기 샤프트의 일부분을 가열하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 비선형 초탄성 파일을 제조하는 방법을 제공하며, 이때 상기 방법은 샤프트 및 파일축을 구비한 초탄성 선형 파일을 제공하는 단계, 내부 부재 및 커버 부재를 포함하는 고정기구를 제공하되, 상기 내부 부재 및 커버 부재의 적어도 하나는 하나 이상의 변위 부재에 의해 한정되는 파일홈을 구비하고 상기 파일홈은 상기 샤프트를 수용하도록 구성되며 상기 파일홈의 적어도 일부분은 나선 유사 방식으로 소정의 비선형 파일 경로를 따라 확장되는 단계, 상기 파일홈을 따라 상기 고정기구 내로 상기 샤프트의 적어도 일부분을 삽입하되, 상기 샤프트의 일부분이 상기 샤프트의 제1 부분을 포함하는 단계, 상기 샤프트의 제1 부분이 상기 파일축으로부터 변위되어 상기 샤프트의 제1 오프셋 부분을 형성하도록 상기 샤프트의 제1 부분을 상기 하나 이상의 변위 부재의 제1 변위 부재와 접촉시키되, 상기 샤프트의 제1 오프셋 부분 및 상기 파일축이 제1 수평면을 한정하는 단계, 상기 샤프트의 제2 부분이 상기 파일축으로부터 변위되어 상기 샤프트의 제2 오프셋 부분을 형성하고 상기 샤프트의 제2 오프셋 부분이 상기 제1 수평면과는 상이한 제2 수평면을 한정하도록 상기 샤프트의 제2 부분을 상기 하나 이상의 변위 부재의 제2 변위 부재와 접촉시키는 단계, 및 상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 적어도 약 5분의 기간 동안 적어도 약 300℃의 온도까지 상기 샤프트의 일부분을 가열하는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 파일축, 근단부 및 끝단부를 구비한 샤프트, 및 그 사이에 구비된 작동 부분을 포함하는 비선형 파일을 제공하며, 이때 상기 샤프트는 제1 오프셋 부분을 포함하는 적어도 하나의 오프셋 부분을 구비하고, 상기 제1 오프셋 부분은 상기 제1 오프셋 부분 및 상기 파일축이 제1 수평면을 한정하도록 상기 파일축으로부터 변위된다.
다른 양태에서, 본 발명은 파일축, 근단부 및 끝단부를 구비한 샤프트, 및 그 사이에 구비된 작동 부분을 포함하는 비선형 파일을 제공하며, 이때 상기 샤프트는 제1 오프셋 부분 및 제2 오프셋 부분을 포함하는 적어도 하나의 오프셋 부분을 구비하고, 상기 제1 오프셋 부분 및 상기 제2 오프셋 부분 각각은 상기 샤프트의 제1 오프셋 부분 및 상기 파일축이 제1 수평면을 한정하고 상기 제2 오프셋 부분이 상기 제1 수평면과는 상이한 제2 수평면을 한정하도록 상기 파일축으로부터 변위된다.
다른 양태에서, 본 발명은 치아 치수강 및 일반적으로 상기 치아 치수강을 둘러싸고 있는 상아질층을 포함하는 치아의 근관을 세정하고 형상화하는 방법을 제공하며, 이때 상기 근관은 상기 치아 치수강에 인접한 근위부를 구비하고 상기 치아에 인접한 정점 부분까지 테이퍼링 하고, 상아질/치수 계면이 일반적으로는 상기 근관벽을 한정한다. 이 경우, 상기 방법은 형상 설정된 비선형 파일을 상기 근관에 삽입하되, 상기 비선형 파일은 파일축, 근단부 및 끝단부를 구비한 샤프트, 및 그 사이에 구비된 작동 부분을 포함하며, 상기 샤프트는 제1 오프셋 부분을 포함하는 적어도 하나의 오프셋 부분을 구비하고, 상기 제1 오프셋 부분은 상기 제1 오프셋 부분 및 상기 파일축이 제1 수평면을 한정하도록 상기 파일축으로부터 변위되는 단계, 상기 근관 내에서 상기 비선형 파일을 회전, 왕복 또는 수직으로 진동하거나 이에 대해 이의 임의의 조합을 수행하고, 상기 비선형 파일을 축 방향으로 진전시키는 단계, 및 상기 제1 오프셋 부분이 상아질층의 제거를 최소화하도록 붕괴하여, 이의 제거를 위한 잔류 치수강과의 표면 접촉을 증가시키기 위해 제2 오프셋 부분을 확장시키도록 상기 제1 오프셋 부분을 상기 근관벽과 접촉시키는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 치아 치수강 및 일반적으로 상기 치아 치수강을 둘러싸고 있는 상아질층을 포함하는 치아의 근관을 세정하고 형상화하는 방법을 제공하며, 이때 상기 근관은 상기 치아 치수강에 인접한 근위부를 구비하고 상기 치아에 인접한 정점 부분까지 테이퍼링 하고, 상아질/치수 계면이 일반적으로는 상기 근관벽을 한정한다. 이 경우, 상기 방법은 상기 형상 설정된 비선형 파일을 상기 근관에 삽입하되, 상기 형상 설정된 비선형 파일은 파일축, 근단부 및 끝단부를 구비한 샤프트, 및 그 사이에 구비된 작동 부분을 포함하며, 상기 샤프트는 제1 오프셋 부분 및 제2 오프셋 부분을 포함하는 적어도 하나의 오프셋 부분을 구비하고, 상기 제1 오프셋 부분 및 상기 제2 오프셋 부분 각각은 상기 샤프트의 제1 오프셋 부분 및 상기 파일축이 제1 수평면을 한정하고 상기 제2 오프셋 부분이 상기 제1 수평면과는 상이한 제2 수평면을 한정하도록 상기 파일축으로부터 변위되는 단계, 상기 근관 내에서 상기 비선형 파일을 회전, 왕복 또는 수직으로 진동하거나 이에 대해 이의 임의의 조합을 수행하고, 상기 비선형 파일을 축 방향으로 진전시키는 단계, 및 상기 제1 오프셋 부분이 상아질층의 제거를 최소화하도록 붕괴하여, 이의 제거를 위한 잔류 치수강과의 표면 접촉을 증가시키기 위해 상기 연속 오프셋 부분의 제2 부분을 확장시키도록 상기 연속 오프셋 부분의 제1 부분을 상기 근관벽과 접촉시키는 단계를 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 비-초탄성 파일을 제조하는 방법을 제공하며, 이때 상기 방법은 오스테나이트 변태 완료 온도를 갖는 초탄성 파일을 제공하는 단계, 및 상기 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 비-초탄성 파일을 형성하기 위해 상기 초탄성 파일의 적어도 일부분을 약 5분 내지 약 120분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 600℃의 온도까지 가열하는 단계를 포함한다. 이 경우, 상기 비-초탄성 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도는 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위이다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 임의의 양태들은 추가로 하기 특징들 중 하나 또는 이들의 임의의 조합을 특징으로 할 수 있다. 여기서, 상기 가열 단계에서는 상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 샤프트의 일부분을 약 1분 내지 약 45분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 650℃의 온도까지 가열하고; 상기 가열 단계에서는 상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 샤프트의 일부분을 약 3분 내지 약 30분의 기간 동안 약 350℃ 내지 약 600℃의 온도까지 가열하고; 상기 가열 단계에서는 상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 샤프트의 일부분을 약 5분 내지 약 20분의 기간 동안 약 450℃ 내지 약 550℃의 온도까지 가열하고; 상기 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 샤프트의 일부분을 냉각하고 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 형상 설정되고 냉각된 비선형 파일의 적어도 일부분을 약 20분 내지 약 120분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 600℃의 온도까지 가열하되, 상기 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도가 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위인 단계를 더 포함하고; 상기 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 샤프트의 일부분을 냉각하고 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 형상 설정되고 냉각된 비선형 파일의 적어도 일부분을 약 40분 내지 약 70분의 기간 동안 약 400℃ 내지 약 500℃의 온도까지 가열하되, 상기 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도가 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위인 단계를 더 포함하고; 상기 샤프트의 제2 부분이 상기 파일축으로부터 변위되어 상기 샤프트의 제2 오프셋 부분을 형성하도록 상기 샤프트의 제2 부분을 상기 하나 이상의 변위 부재의 제2 변위 부재와 접촉시키되, 상기 샤프트의 제1 오프셋 부분 및 상기 파일축이 제1 수평면을 한정하고 상기 제2 오프셋 부분이 상기 제1 수평면과는 상이한 제2 수평면을 한정하는 단계를 더 포함하고; 여기서 상기 하나 이상의 변위 부재는 2 변위 부재를 더 포함하고, 상기 파일홈은 그 사이에 상기 샤프트의 가이드 부분을 수용하기 위한 한 쌍의 가이딩 부재에 의해 추가로 한정되며, 이때 상기 제1 변위 부재는 상기 샤프트의 제1 부분을 상기 파일축으로부터 멀어지게 변위시키고 상기 제2 변위 부재는 상기 파일축을 향해 상기 샤프트의 일부분을 변위시키면서 상기 한 쌍의 가이딩 부재는 상기 샤프트의 가이드 부분이 상기 파일축로부터 변위되는 것으로부터 유지하도록 구성되고; 여기서 상기 제1 변위 부재, 상기 제2 변위 부재, 및 상기 파일홈을 한정하는 한 쌍의 가이딩 부재는 상기 샤프트의 일부분을 일반적인 C자 형상의 프로파일로 배향하는 소정의 곡선형 비선형 파일 경로를 형성하고; 여기서 상기 하나 이상의 변위 부재는 제2 변위 부재 및 제3 변위 부재를 더 포함하고, 상기 파일홈은 그 사이에 상기 샤프트의 가이드 부분을 수용하기 위한 한 쌍의 가이딩 부재에 의해 추가로 한정되며, 이때 상기 제1 변위 부재는 상기 파일축으로부터 멀어지게 상기 샤프트의 제1 부분을 변위시키고 상기 제2 변위 부재는 상기 제1 변위 부재로부터 멀어져서 상기 파일축을 통해 역방향으로 상기 샤프트의 제2 부분을 변위시키고 상기 제3 변위 부재는 상기 샤프트의 제3 부분을 상기 제2 변위 부재로부터 상기 파일축을 향해 변위시키면서 상기 한 쌍의 가이딩 부재는 상기 샤프트의 가이드 부분이 상기 파일축으로부터 변위되는 것으로부터 유지하도록 구성되고; 여기서 상기 파일홈은 제1 소정의 비선형 파일 경로를 한정하고, 상기 하나 이상의 변위 부재들 중 적어도 하나는 상기 파일홈이 제1 소정의 비선형 파일 경로 또는 상기 제1 소정의 비선형 파일 경로와는 상이한 제2 소정의 비선형 파일 경로를 한정하도록 구성된 가변형 파일홈이 되도록 상기 파일축에 대비하여 이동 가능하고; 여기서 상기 하나 이상의 변위 부재는 상기 파일홈이 제1 소정의 비선형 파일 경로 또는 상기 제1 소정의 비선형 파일 경로와는 상이한 제2 소정의 비선형 파일 경로를 한정하도록 구성된 가변형 파일홈이 되도록 상기 파일축에 대비하여 독립적으로 또는 동시에 이동 가능한 적어도 2개의 변위 부재를 포함하고; 여기서 상기 파일홈은 상기 내부 부재, 상기 커버 부재, 또는 상기 내부 부재와 커버 부재 둘 중 하나의 일부분을 따라 나선 유사 방식으로 확장되고; 여기서 상기 커버 부재는 상기 샤프트의 일부분을 상기 고정기구 내로 삽입 시에 상기 샤프트의 일부분이 상기 파일홈 내에서 유지되도록 나선 유사 방식으로 확장된 파일홈 일부분을 적어도 부분적으로 커버하고; 여기서 상기 내부 부재는 고정기구 축을 포함하되, 상기 고정기구 축은 일반적으로 나선 유사 방식으로 확장되는 상기 파일홈의 일부분이 고정기구 축으로부터 연속적으로 배위되어 그 내부에서 상기 파일축으로부터 확장되는 상기 샤프트의 상응하는 부분을 연속적으로 배위시키도록 상기 파일축과 공-선형이 되고; 여기서 상기 샤프트는 샤프트 길이를 가지며, 상기 샤프트 길이의 적어도 약 50%는 상기 파일축으로부터 방사 방향으로 연속적으로 배위되고; 여기서 상기 제1 오프셋 부분은 제1 샤프트 부분과 제2 샤프트 부분 사이로 확장되어 그 사이에 크레스트를 구비한 곡선을 한정하며, 이때 상기 크레스트는 상기 제1 샤프트 부분 및 상기 제2 샤프트 부분으로부터 변위되고, 상기 제1 샤프트 부분 및 상기 제2 샤프트 부분 각각은 일반적으로 상기 비선형 파일이 일반적인 C자 형상의 프로파일을 포함하도록 상기 파일축 주변에 위치하고; 여기서 상기 적어도 하나의 오프셋 부분은 상기 파일축으로부터 변위된 제2 오프셋 부분을 더 포함하고, 상기 제1 오프셋 부분은 제1 샤프트 부분과 제2 샤프트 부분 사이에 확장되어 그 사이에 제1 크레스트를 구비한 제1 곡선을 한정하고, 상기 제2 오프셋 부분은 상기 제2 샤프트 부분과 제3 샤프트 부분 사이에 확장되어 그 사이에 제2 크레스트를 구비한 제2 곡선을 한정하며, 이때 상기 제1 샤프트 부분 및 상기 제2 샤프트 부분 각각은 일반적으로 상기 비선형 파일이 일반적인 S자 형상의 프로파일을 포함하도록 상기 파일축 주변에 위치하고; 여기서 상기 제1 오프셋 부분 및 상기 제2 오프셋 부분은 상기 파일축으로부터 방사 방향으로 연속적으로 배위되는 나선 유사 방식으로 확장되는 연속 오프셋 부분을 한정하고; 여기서 상기 샤프트는 샤프트 길이를 가지며, 상기 연속 오프셋 부분은 상기 샤프트 길이의 적어도 약 50%를 따라 나선 유사 방식으로 확장되고; 여기서 상기 연속 오프셋 부분은 상기 샤프트의 제1 부분과 상기 샤프트의 제2 부분 사이에 확장되며, 이때 상기 샤프트의 제2 부분은 상기 샤프트의 제1 부분보다 상기 파일축으로부터 더 배위되고, 상기 샤프트의 제2 부분은 상기 샤프트의 제1 부분보다 상기 끝단부에 더 인접하게 위치하고; 여기서 상기 샤프트와 상기 파일축 사이의 거리는 상기 샤프트의 제1 부분에서 상기 샤프트의 제2 부분까지 연속적으로 증가하고; 여기서 상기 비선형 파일의 회전 도중의 상기 적어도 하나의 오프셋 부분은 상기 근관의 형상화 및 세정 도중에 유사한 파일 테이퍼 및 유사한 샤프트 길이를 구비한 통상적인 선형 파일에 의해 상기 근관의 동일한 깊이로 형성된 관 개구부의 전체 둘레보다 큰 전체 둘레를 갖는 관 개구부를 형성하고; 여기서 상기 비선형 파일의 회전 도중의 상기 적어도 하나의 오프셋 부분은 상기 근관의 형상화 및 세정 도중에 유사한 파일 테이퍼 및 유사한 샤프트 길이를 구비한 통상적인 선형 파일에 의해 상기 근관의 동일한 깊이로 형성된 관 개구부의 전체 둘레보다 큰 전체 둘레를 갖는 관 개구부를 형성하고; 여기서 상기 비선형 파일의 회전 도중의 상기 적어도 하나의 오프셋 부분은 상기 근관의 형상화 및 세정 도중에 통상적인 파일 테이퍼 및 유사한 샤프트 길이를 구비한 통상적인 선형 파일에 의해 상기 근관의 동일한 깊이로 형성된 관 개구부의 전체 둘레보다 작은 전체 둘레를 갖는 관 개구부를 형성하고; 여기서 상기 적어도 하나의 오프셋 부분은 제1 오프셋 부분 및 제2 오프셋 부분을 포함하고, 상기 비선형 파일의 회전 도중의 상기 제1 오프셋 부분은 상기 근관의 형상화 및 세정 도중에 유사한 파일 테이퍼 및 유사한 샤프트 길이를 구비한 통상적인 선형 파일에 의해 상기 근관의 동일한 깊이로 형성된 관 개구부의 전체 둘레보다 큰 전체 둘레를 갖는 관 개구부를 형성하고, 상기 비선형 파일의 회전 도중의 상기 제2 오프셋 부분은 상기 근관의 형상화 및 세정 도중에 통상적인 파일 테이퍼 및 유사한 샤프트 길이를 구비한 통상적인 선형 파일에 의해 상기 근관의 동일한 깊이로 형성된 관 개구부의 전체 둘레보다 작은 전체 둘레를 갖는 관 개구부를 형성하고; 여기서 상기 가열 단계는 상기 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 비-초탄성 파일을 형성하기 위해 약 5분 내지 약 120분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 600℃의 온도에서 수행되며, 이때 상기 비-초탄성 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도는 약 20℃ 내지 약 38℃의 범위이고; 여기서 상기 가열 단계는 상기 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 비-초탄성 파일을 형성하기 위해 약 40분 내지 약 70분의 기간 동안 약 400℃ 내지 약 500℃의 온도에서 수행되며, 이때 상기 비-초탄성 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도는 약 20℃ 내지 약 35℃의 범위이고; 상기 비-초탄성 파일의 일부분을 냉각하고 상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 냉각된 비-초탄성 파일의 적어도 일부분을 약 1분 내지 약 45분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 650℃의 온도까지 가열하는 단계를 더 포함하고; 상기 비-초탄성 파일의 일부분을 냉각하고 상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 냉각된 비-초탄성 파일의 적어도 일부분을 약 3분 내지 약 30분의 기간 동안 약 350℃ 내지 약 600℃의 온도까지 가열하는 단계를 더 포함하고; 여기서 비-초탄성 파일은 형상 기억 합금을 포함하고; 여기서 상기 형상 기억 합금은 니켈 및 티탄을 포함하고; 여기서 기 형상 기억 합금은 니켈-티탄 기반 2원 합금이고; 여기서 상기 형상 기억 합금은 니켈-티탄 기반 3원 합금이고; 여기서 상기 니켈-티탄 기반 3원 합금은 하기 식 Ni-Ti-X(여기서, X는 Co, Cr, Fe 또는 Nb임)로 표시되고; 여기서 상기 형상 기억 합금은 구리 기반 합금, 철 기반 합금 또는 이들 둘의 조합을 포함하고; 여기서 상기 형상 기억 합금은 CuZnAl 또는 CuAlNi를 포함하는 구리 기반 합금이고; 여기서 상기 형상 기억 합금은 FeNiAl, FeNiCo, FeMnSiCrNi 또는 FeNiCoAlTaB를 포함하는 철 기반 합금이고; 손잡이를 제공하는 단계 및 상기 손잡이를 상기 비선형 회전 파일의 일부분에 부착시키는 단계를 더 포함하고; 여기서 상기 손잡이는 플루트(들), 홈(들), 또는 이의 임의의 조합으로부터 말단에 위치하고; 손잡이를 제공하는 단계 및 상기 손잡이를 비선형 핸드 파일의 일부분에 부착시키는 단계를 더 포함하고; 또는 이의 임의의 조합을 포함한다.
상기 인용된 양태 및 실시예는 본원에서 도시되고 개시된 바와 같이 기타 양태 및 실시예가 본 발명과 함께 존재함에 따라 비제한적인 것으로 인지되어야 한다. 예를 들어 본 발명의 임의의 상술한 양태 또는 특징들은 본원에서 개시되고 도면 또는 그 외에서 증명된 바와 같이 기타 독특한 구성을 형성하기 위해 조합될 수 있다.
본 발명에 따르면, 통상적인 회전 파일과 비교해서 본 발명에 따른 방법은 우수한 비-초탄성 파일을 형성할 수 있으며, 근관을 형상화하면서 확장 및 붕괴 중 하나에 의해 형상 및 기하학 구조를 변경할 수 있는 비-초탄성 비선형 파일을 형성할 수 있다. 또한 형상 기억 합금을 형상 설정하기 위한 고정기구를 이용하여 회전 파일을 형상화함으로써 근관을 제조하는 공정 전반에 걸쳐 상기 기하학 구조를 유지할 뿐만 아니라 플루팅이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 다양한 정도의 파일 테이퍼를 구비한 전형적인 치내요법용 기구의 정면도이다.
도 2는 근관계를 근계를 보여주는 인간 어금니 및 근관계를 노출시키기 위해 구멍으로 관통된 화관 영역(coronal area)의 정면 단면도이다.
도 3은 본 발명의 상변환 온도를 나타낸 시차 주사 열량 분석(DSC) 곡선이다.
도 4는 문헌[ISO 3630-1: 2008, Dentistry - Root-canal instrument - Part I: General Requirements and test methods]에 개시된 바와 같이 근관 기구의 강성을 측정하기 위해 굽힘 시험 장치를 도식적으로 나타낸 도면이다. 상기 굽힘 시험 장치는 양면겸용 기어(1'), 정지 장치(2'), 토크 측정 장치(3') 및 캐치핀(catch pin)(4')을 포함한다.
도 5는 도 4에 도시된 시험 방법에 대한 시험 결과를 나타낸 도표이다.
도 6은 치내요법용 기구들의 굽힘-회전 피로 내성을 시험하기 위해 사용된 시험 장치를 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 NiTi 형상 기억 합금으로 제조된 치내요법 회전 기구들의 상이한 NiTi 미세구조들(오스테나이트성 대 마르텐사이트성)과 평균 반복 피로 수명 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 그래프이다.
도 8은 문헌[ISO 3630-1: 2008, Dentistry - Root-canal instrument - Part I: General Requirements and test methods]에 개시된 바와 같이 뒤틀림과 각 편향에 의한 파절에 대한 내성을 측정하기 위해 사용된 토크 시험 장치를 도식적으로 나타낸 도면이다. 상기 토크 시험 장치는 양면겸용 기어 모터(1"), 경화된 강철 걸림턱들이 구비된 물림쇠(2"), 연성의 황동 걸림턱들이 구비된 물림쇠(3"), 토크 측정 장치(4") 및 선형 볼 베어링(5")을 포함한다. 상기 토크 시험 장치는 경화된 강철 걸림턱들이 구비된 물림쇠(1"') 및 연성 황동(2"')을 포함하는 시험 물림쇠의 세부사항을 더 포함한다.
도 9는 NiTi 형상 기억 합금으로 제조된 치내요법 회전 기구들의 상이한 야금학적 구조들과 "파절에 대한 최대 회전 정도" 사이의 관계를 도식적으로 나타낸 그래프이다.
도 10은 NiTi 형상 기억 합금으로 제조된 치내요법 회전 기구들의 상이한 야금학적 구조들과 "최대 토크" 사이의 관계를 도식적으로 나타낸 그래프이다.
도 11은 고도의 곡선형 관 및 복잡한 관 형상을 구비한 뿌리를 나타낸다.
도 12a 내지 도 12c는 형상 설정된 비선형 2차원 파일들을 포함하는 본 발명의 다양한 실시형태를 나타낸다.
도 13은 도 12a의 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 고정기구를 포함하는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸다.
도 14는 도 12a 내지 도 12c의 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 가변형 고정기구를 포함하는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸다.
도 15a 내지 도 16c는 다중의 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 고정기구를 포함하는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸다.
도 17은 치아 제조 도중에 본 발명의 형상 설정된 비선형 파일을 이용하여 근간의 종단면을 나타낸다.
도 18은 도 17의 근관에서 이의 회전 도중에 통상적인 선형 파일을 이용한 치아 제조의 종단면을 나타낸다.
도 19a는 도 17의 근관에서 이의 회전 도중에 도 17의 형상 설정된 비선형 파일을 이용한 치아 제조의 횡단면을 나타낸다.
도 19b는 횡단면 A-A에 따라 절취된 도 19a의 치아 제조를 나타낸다.
도 20은 형상 설정된 비선형 3차원 파일을 포함하는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸다.
도 21 내지 도 23은 도 20의 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 고정기구를 포함하는 본 발명의 다른 실시형태를 나타낸다.
초탄성 물질들은 전형적으로 실질적인 변형 이후에 이들의 초기 형상으로 되돌아가는 금속 합금이다. 초탄성 물질들에 대한 당해 기술분야의 노력의 예로는 미국 특허 제 6,149,501 호에서 나타나 있으며, 이는 본원에서 모든 목적을 위해 참고로 인용된다.
초탄성은 일반적으로 변형 이후에 초기의 위치로의 완전한 복귀로서 정의될 수 있다. 그러나 제조업에서는 0.5% 미만의 영구 변형(6% 신장 대비 연신 이후)이 허용 가능할 수 있는 것으로 인지된다. 예를 들어 파일이 이의 초기 위치로 되돌아가지 않는 경우에 이는 더 이상 초탄성 형상 기억 합금(SMA)으로 고려될 수 없다(예를 들어, 이는 일반적인 직선 위치와 같은 일반적인 초기 위치로 되돌아가지 않는 경우에 초탄성 SMA로서 고려되지 않을 수 있음). 니켈 티탄(NiTi) 또는 기타 물질과 같은 초탄성 합금들은 성형으로 변형되지 않는 한 스테인레스강과 같은 통상적인 물질보다 몇 배 더 변형력에 내성을 나타낼 수 있다.
본 발명은 일반적은 치고 기구에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 근관 세정 및 형상화 과정에 사용하기 위한 치내요법용 기구에 관한 것이다. 본 발명은 니켈-티탄(NiTi) 기반 시스템, Cu 기반 시스템, Fe 기반 시스템 또는 임의의 이의 조합(예를 들어, 거의 동가 원자성(near-equiatomic) NiTi, Ni-Ti-Nb 합금, Ni-Ti-Fe 합금, Ni-Ti-Cu 합금, β-상 티탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 물질)과 같은 형상 기억 합금(SMA)으로 제조된 치내요법용 기구의 혁신을 제공한다.
제1 실시형태에서, 본 발명은 비-초탄성 마르텐사이트성 상태인 형상 기억 합금으로 제조된 치내요법용 기구를 형성하기 위한 방법을 제공한다. 상기 비-초탄성 파일은 근관들을 효과적으로 형상화하고 세정하면서 최적화된 미세구조를 통해 추가의 굴곡성 및 증가된 피로 내성을 제공할 수 있다.
다른 실시형태에서, 본 발명은 소정의 비선형 설계로 형상 설정된 형상 기억 합금으로 제조된 치내요법용 기구, 및 이의 제조 방법을 포함한다. 상기 형상 설정된 비선형 초탄성 파일은 관을 형성화하고 세정하면서 확장 또는 붕괴에 의해 형상 및 기하학 구조를 변경하는 증가된 능력을 제공할 수 있다.
상기 도면은 인용하면, 도 1a 내지 도 1c는 치아의 근관을 형상화 및/또는 세정하기 위해 사용된 인용부호 10A, 10B 및 10C로 일반적으로 표시된 전형적인 치과 기구들의 정면도를 나타낸다. 도 2는 치아의 근관들 중 하나 근관 내에 위치하고 있는 도 1a의 치내요법용 기구를 나타낸다. 이러한 위치에 있는 동안에는 상기 치내요법용 기구에는 전형적으로 근관을 세정하고 형상화하는 공정에 사용됨에 따라 실질적인 반복 굽힘 및 비틀림 변형력이 적용된다.
치내요법용 파일은 피로가 적용되는 생성물의 양호한 예이며, 여기서 상기 생성물을 실패는 심각한 사건이다. 상기 치내요법용 파일(10A, 10B 및 10C)들은 각각 일반적으로 근단부(14)를 구비한 가늘고 긴 샤프트 부분(12)을 구비하고 있으며, 상기 근단부는 도 1a에 도시된 바와 같이 손잡이(16)(정상적으로 플라스틱으로 제조됨)에 안착될 수 있거나, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이 핸드피스(예를 들어, 회전 장치)에 대한 부착을 위해 부착 말단(17)에 안착될 수 있다. 상기 파일 샤프트 부분(12)(예를 들어, 작동 부분)은 치아의 근관 내로 삽입되고 이로부터 제거되도록 구성된다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 치내요법용 파일들은 상이한 길이 및/또는 다양한 파일 테이퍼를 갖도록 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 파일들(10A 및 10C)의 말단부(18)는 근단부(14)에 비해 직경이 감소하며, 전형적으로는 뾰족하게 되어 있다. 예를 들어 상기 직경은 샤프트 부분(12)이 약 0% 초과의 테이퍼, 바람직하게는 약 1 % 내지 약 10%의 테이퍼, 및 가장 바람직하게는 약 2% 내지 약 6%의 테이퍼를 갖도록 감소될 수 있는 것으로 인지된다. 그러나 도 1b에 도시된 바와 같이, 샤프트 부분(12)은 파일(10B)의 말단부(18)(예를 들어, 끝단부)에서 여전히 직경이 감소하면서 약 0%의 테이퍼를 가질 수 있는 것으로 추가로 인지된다.
본원에서 정의된 바와 같이, 파일 길이는 팔일 축에 대비해서 정상 상태에서 파일의 근단부에서 끝단부에 이르는 샤프트의 길이를 지칭한다(예를 들어, 상기 파일의 근단부에서 끝단부에 이르는 파일축에 따른 길이). 샤프트 길이는 정상 상태에서 상기 파일의 근단부에서 끝단부에 이르는 샤프트의 실제 길이를 지칭한다(예를 들어, 상기 파일의 근단부에서 끝단부에 이르는 샤프트에 따른 길이). 예를 들어, 비선형 파일은 일반적으로 정상 상태에서 이의 파일 길이보다 클 수 있는 샤프트 길이를 가질 수 있는 반면(곡선 부분으로 인함),선형 파일은 일반적으로 정상 상태에서 일반적으로 이의 파일 길이와 동일할 수 있는 샤프트 길이를 가질 것이다.
도 2는 복수의 뿌리들(22A 및 22B)을 구비한 전형적인 치아(20), 이 경우에는 어금니를 예시하고 있으며, 여기서 상기 뿌리들(22A 및 22B)은 건강한 치아에서는 상아질(21B)에 의해 일반적으로 둘러싸여 있는 치수 물질(21A)로 채워져 있으며, 이들 사이에 상아질/치수 계면(21C)이 존재한다. 상기 상아질/치수 계면은 일반적으로 근관들(22A 및 22B)을 한정하고 있다. 이러한 치수 물질이 감염되는 경우, 상기 치아는 종양이 발병한 것으로 간주되며, 상기 종양에 의해 생성된 압력은 극심한 치통을 야기한다. 치내요법 의사들은 근관들(22A 및 22B)에서 치수 물질을 제거하는 근관 과정을 수행함으로써 이러한 질병을 치료한다. 이를 수행하기 위해, 치관(26)에 구멍(24)을 뚫어 근관들(22A 및 22B)에 대한 접근을 제공한다. 치내요법 의사는 치수 물질의 제거를 조장하기 위해 구멍(24)을 통해 치관 내로 파일(10)을 삽입한다. 도 2는 치수 물질이 없는 치아를 나타낸다.
도 1a 내지 도 1c 및 도 2의 치내요법용 도구들(10A 내지 10C)은 앞서 언급한 바와 같이 반복 피로 및 비틀림 하중에 대한 내성과 함께 높은 굴곡성 정도를 요구하는 유형의 기구의 예이다. 근관(22A)을 치료하는 공정에서 치과용 파일(10A 내지 10C)의 하부가 치관 내에서 분리되는 경우에 치내요법 의사는 특히 상기 분리된 부분 아래의 근관에서 감염된 치수 물질을 완전히 세정되지 않는 경우에 심각한 문제에 직면하게 된다. 따라서 굴곡성이 크고 동시에 피로 내성이 높은 파일들을 제공하기 위해 치내요법용 파일들을 제조하는 것이 중요하다.
도 1a 내지 도 1c 및 도 2에 도시된 치내요법용 파일, 및 이의 용도는 단지 높은 굴곡성, 및 가장 중요하게는 높은 피로 내성을 달성하기 위해 샤프트 부분(12)을 구성하는데 사용하기 위한 구조 물질에 대한 필요성을 확립하기 위해서 예시되어 있다. 본원에서 본 발명은 치내요법용 파일들 그 자체에 관한 것이 아니지만, 높은 피로 내성을 요구하는 치내요법용 도구들 및 기타 유사 유사한 의료 및 비-의료 장치의 제조에 사용하기 위한 이상적인 특징을 갖는 금속을 제조하기 위해 물질을 처리하는 방법, 특히 합금을 처리하는 방법에 관한 것임을 이해하는 것이 중요하다.
비-초탄성 기구 및 이의 제조 방법
본 발명은 마르텐사이트성 상태의 형상 기억 합금으로 제조된 기구(예를 들어, 치내요법용 파일), 및 이의 제조 방법을 포함한다. 상기 비-초탄성 파일의 마르텐사이트성 상태는 근관들을 효과적으로 형상화하고 세정하면서 최적화된 미세구조를 통해 추가의 굴곡성 및 증가된 피로 내성을 허용할 수 있다.
형상 기억 합금은 가형에 의해 이의 소정의 형상으로 되돌아갈 수 있는 이의 초기 형상을 "기억"하는 합금이다. 더욱 구체적으로는, "형상 기억" 형태(또는 마르텐사이트성 상태)인 형상 기억 합금(예를 들어, NiTi 기반 합금)의 바람직한 특징은 온도로서, 상기 온도를 초과하면 굽은 물질이 다시 직선으로 펴질 것이다. 예를 들어, 통상인은 이의 전-변형된 형상(예를 들어, 완전히 직선 위치)을 달성하기 위해 이의 오스테나이트 변태 완료 온도(Af)를 초과하여 물질을 가열할 필요가 있을 수 있다.
형상 기억 합금들이 일단 이들의 초기 형상(예를 들어, 이의 초기 직선 위치, 초기 곡선 위치 또는 기타 위치와 같은 전-변형된 형상)으로 되돌아갈 수 있다면 상기 합금들은 이러한 "적용" 온도(예를 들어, Af 초과의 온도)에서 초탄성을 나타내는 것으로 간주될 수 있다. 게다가, 변형된 형상인 SMA 물질을 냉각시키면(예를 들어, 드라이아이스, 액체 질소 또는 기타 물질을 이용함)(예를 들어, 상기 물질을 굽히면), 상기 물질은 변형된 위치에 유지될 수 있다. 일단 상기 SMA 물질이 차가운 환경으로부터 제거되면, 상기 물질은 실온에서 직선 형태로 되돌아 갈 것이다.
바람직하게는, 마르텐사이트는 본 발명의 기구에서 1차 야금학적 상일 수 있으며, 상기 기구는 주위 온도에서 우세한 오스테나이트 구조를 갖는 표준 NiTi 회전 기구와는 다르다. 상기 마르텐사이트 상은 주위 온도에서 0% 초과, 바람직하게는 약 25% 초과, 및 바람직하게는 약 50% 초과의 양으로 존재할 수 있는 것으로 인지된다. 게다가, 상기 마르텐사이트 상은 주위 온도에서 약 25% 내지 약 100%, 바람직하게는 약 50% 내지 약 100%, 및 가장 바람직하게는 약 75% 내지 약 100%의 양으로 존재할 수 있다. 비록 필요하지 않을지라도, 상기 마르텐사이트 상은 주위 온도에서 존재하는 유일한 상(예를 들어, M 상)일 수 있는 것으로 인지된다.
임의적으로, 상기 오스테나이트 상은 주위 온도에서 존재할 수 있다. 상기 오스테나이트 상이 포함되어 있는 경우에 상기 상은 주위 온도에서 외부층(예를 들어, 상기 기구의 표면층)으로서 상기 마르텐사이트 상에 의해 일반적으로 둘러싸여 있을 수 있는 내부 영역(예를 들어, 상기 기구의 코어 영역)으로서 존재할 수 있다. 또한 상기 마르텐사이트 상 및 오스테나이트 상이 포함되어 있는 경우에 이들 상은 주위 온도에서 상기 기구 전반에서 가변적으로 분산되어 존재할 수 있는 것으로 인지된다.
전형적인 초탄성 NiTi 회전 기구들은 주위 온도(25℃)보다 낮은 오스테나이트 변태 완료 온도를 갖는 것으로 여겨진다. 바람직하게는, 본 발명의 일 실시형태에서, 주위 온도(25℃)보다 높은 오스테나이트 변태 완료 온도(시차 주사 열량 분석법에 의해 측정된 최종 Af 온도)를 갖는 비-초탄성 파일이 제공될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 오스테나이트 변태 완료 온도는 주위 온도(25℃)보다 적어도 약 3℃, 적어도 약 5℃, 적어도 약 7℃, 바람직하게는 적어도 약 10℃, 및 더욱 바람직하게는 적어도 약 12℃ 정도 높을 수 있다. 게다가, 상기 오스테나이트 변태 완료 온도는 약 60℃ 미만, 약 50℃ 미만, 바람직하게는 약 40℃ 미만, 및 더욱 바람직하게는 38℃ 미만일 수 있는 것으로 인지된다. 예를 들어, 상기 오스테나이트 변태 완료 온도는 약 28℃ 내지 약 60℃, 약 30℃ 내지 약 50℃, 바람직하게는 약 32℃ 내지 약 40℃, 및 더욱 바람직하게는 약 35℃ 내지 약 38℃, 또는 약 37℃ 내지 약 40℃의 범위일 수 있다.
더욱 높은 오스테나이트 변태 완료 온도로 인해, 본 발명의 기구는 굽히거나 전향된 이후에 초기 형상(예를 들어, 직선 상태)로 완전히 되돌아갈 수 없다. 이는 주위 온도보다 낮은 통상적인 기구의 Af로 인해 하중 제거 시에 역 상변환(마르텐사이트에서 오스테나이트로의 변환)을 통해 이의 초기 형상(예를 들어, 직선 상태)으로 되돌아 갈 수 있는 물질을 구비한 통상적인 초탄성 NiTi 회전 기구들과는 대조적이다.
마르텐사이트성 상태(예를 들어, 비-초탄성 상태)인 NiTi 형상 기억 합금들로 제조된 치내요법용 기구들은 이들 오스테나이트성 대응물들(예를 들어, 통상적인 초탄성 NiTi 기구들)에 대비하여 증가된 전체 성능을 가질 수 있으며, 특히 굴곡성 및 반복 피로에 대한 내성을 가질 수 있다.
치내요법용 기구들의 강도 및 절단 효율은 비-초탄성 상태에서의 합금 보강 기작에 기초하여 3원 형상 기억 합금인 NiTiX(X: Co, Cr, Fe, Nb, 등)를 제공함으로써 향상될 수 있다.
구체적으로는, 본 발명의 일 실시형태에서 비-초탄성 기구는, 초탄성 조건(예를 들어, 미세구조에서 완전한 오스테나이트 상)에서 형상 기억 합금으로 제조되고 및/또는 일반적으로 선형 형상의 통상적인 치내요법용 기구들과 비교해서 보다 높은 굴곡성 및 보다 낮은 강성, 반복 피로에 대한 향상된 내성, 비틀림 파절에 대해 보다 높은 회전 정도, 고도의 곡선형 관들의 형상에 대한 추가적인 동조(레징 또는 천공에 대해 낮은 가능성), 최소의 기구 분리 가능성, 및/또는 기타 요건을 포함하는, 성공적인 근관 수술을 위한 목적하는 향상된 특징을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에서, 이들 마르텐사이트성 상태(비-초탄성 상태)인 형상 기억 합금(예를 들어, NiTi)으로 제조된 치내요법용 기구들은 본원에서 개시된 상기 방법들 중 하나에 의해 제작될 수 있다.
비-초탄성 파일을 형성하는 하나의 방법(예를 들어, 제1 방법)은 소정의 기계적인 설계(즉, 전형적인 파일 제조 공정에서 플루트 연마 공정 이후)에 따라 제조된 이후에 파일(예를 들어, 파일 샤프트의 플루트들)을 후-열처리하는 단계를 포함할 수 있다.
비-초탄성 기구를 형성하기 위한 이러한 방법은 적어도 약 300℃, 적어도 약 350℃, 바람직하게는 적어도 약 400℃, 및 더욱 바람직하게는 적어도 약 450℃의 온도에서의 가열 단계를 구비한 후-열처리를 포함할 수 있다. 게다가, 상기 가열 단계는 약 650℃ 미만, 약 600℃ 미만, 바람직하게는 550℃ 미만, 및 더욱 바람직하게는 525℃ 미만의 온도까지 가열하는 단계를 포함할 수 있는 것으로 인지된다. 예를 들어, 상기 가열 단계는 약 300℃ 내지 약 650℃(예를 들어, 약 300℃ 내지 약 600℃), 약 350℃ 내지 약 600℃(예를 들어, 약 370℃ 내지 약 510℃), 바람직하게는 약 400℃ 내지 약 550℃, 및 더욱 바람직하게는 약 450℃ 내지 약 525℃ 범위의 온도까지 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 열처리 공정은 초탄성 파일을 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 적어도 약 1분, 바람직하게는 적어도 약 3분, 및 더욱 바람직하게는 적어도 약 5분의 기간 동안 일정 온도까지 초탄성 파일을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 게다가, 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 열처리 공정은 약 45분 미만, 바람직하게는 약 30분 미만, 및 더욱 바람직하게는 약 20분 미만의 기간 동안 소정 온도까지 초탄성 파일을 가열하는 단계를 포함할 수 있는 것으로 인지된다. 예를 들어, 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 열처리 공정은 약 1분 내지 약 45분, 바람직하게는 약 3분 내지 약 30분, 및 더욱 바람직하게는 약 5분 내지 약 20분의 기간 동안 소정 온도까지 초탄성 파일을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
비-초탄성 기구를 형성하기 위한 열처리 공정은 적어도 약 5분, 바람직하게는 적어도 약 30분, 및 더욱 바람직하게는 적어도 약 40분의 기간 동안 초탄성 기구를 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 게다가, 비-초탄성 기구를 형성하기 위한 열처리 공정은 약 200분 미만, 바람직하게는 약 120분 미만, 및 더욱 바람직하게는 약 90분 미만의 기간 동안 초탄성 기구를 가열하는 단계를 포함하는 것으로 인지된다. 예를 들어, 비-초탄성 기구를 형성하기 위한 열처리 공정은 약 5분 내지 약 200분(예를 들어, 약 5분 내지 약 120분 또는 약 10분 내지 약 60분), 바람직하게는 약 30분 내지 약 120분, 및 더욱 바람직하게는 약 40분 내지 약 90분(예를 들어, 약 40분 내지 약 70분)의 기간 동안 초탄성 기구를 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 전형적으로는, 상기 가열 단계는 제어 분위기 하에서 일어난다. 바람직하게는, 상기 제어 분위기는, 비록 필요하지 않을지라도, 반응성 가스(예를 들어, 산소, 공기, 또는 기타 등등)를 포함할 수 있다(예를 들어, 이들로 이루어질 수 있음). 공기와 같은 반응성 가스가 포함되는 경우, 상기 가스는 산화층(예를 들어, 청색 산화층)이 형성될 수 있도록 상기 기구의 표면과 반응한다. 임의적으로, 상기 제어 분위기는 비반응성 가스(예를 들어, 헬륨, 네온, 아르곤, 크립톤, 크세논, 및/또는 라돈)를 포함할 수 있다(예를 들어, 이들로 이루어질 수 있음).
상기에서 언급한 바와 같이, 상기 제1 방법의 후-열처리 단계(예를 들어, 부가적인 가열 공정)는 정규의 초탄성 NiTi 와이어를 이용하여 통상의 NiTi 회전 파일 제조 공정(예를 들어, 플루트들의 연마 공정) 이후에 이용될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 부가적인 가열 공정은 후-열처리가 소정의 기간(전형적으로는 파일 크기, 테이퍼 및/또는 파일 설계 요건에 따라 10분 내지 60분) 동안 370℃ 내지 510℃ 범위의 온도에서 일어나도록 플루트 연마 공정(통상의 NiTi 회전 파일 제조 공정 중의 공정) 이후에 수행될 수 있다. 이러한 후-열처리 공정 도중에 니켈 풍부 침전물이 형성할 수 있는 것으로 인지된다. 상응하게도, Ti/Ni의 비율은 증가할 수 있고, 목적하는 오스테나이트 변태 완료 온도(최종 Af 온도)가 달성될 것이다. 후-열처리 이후, 파일 손잡이(예를 들어, 황동, 강철, 또는 기타 등등)가 장착될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 이들 마르텐사이트성 상태(비-초탄성 상태)인 형상 기억 합금들(예를 들어, NiTi)로 제조된 치내요법용 기구들은 본원에서 개시된 하기 방법들 중 하나에 의해 제작될 수 있다.
비-초탄성 기구를 형성하는 다른 방법(예를 들어, 제2 방법)은 초탄성 기구의 온도가 오스테나이트 변태 완료 온도보다 높을 수 있도록 상기 기구의 제조(예를 들어, 연마 공정) 도중에 파일을 후-열처리하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 방법은 연마가 마르텐사이트성 SMA(예를 들어, NiTi) 와이어에 직접 적용될 수 있도록 연마 공정 이전 및/또는 연마 공정 도중에 SMA 와이어(들)에 대한 열처리(동시 열처리) 단계를 포함할 수 있다. 그러나 마르텐사이트성 SMA(예를 들어, NiTi) 와이어는 연마 공정 도중에 이들의 오스테나이트 변태 완료 온도보다 높은 온도까지 가열될 수 있는 것을 인지된다. 따라서 마르텐사이트성 SMA(예를 들어, NiTi) 와이어는 기구 제조 공정 도중에 연마 공정을 조장하기 위해 일시적으로는 초탄성 와이어(오스테나이트성 상태에서 더욱 강성인 구조)로 변환될 수 있다. 유리하게도, 상기 기구들은 플루트 연마 공정 이후에 주위 온도에서 마르텐사이트성 상태로 변환될 수 있다.
예를 들어, 일 실시형태에서는 제2 방법은 비-초탄성 와이어를 포함할 수 있다. 상기 비-초탄성 와이어는 이의 오스테나이트 변태 완료 온도(적어도 25℃)보다 높은 온도를 갖는 제조 환경에서 제공될 수 있다. 상기 비-초탄성 와이어는 이렇게 더욱 높은 온도에서 초탄성으로 변환될 수 있다. 이어, 회전 파일(반 가공된 회전 파일)을 형성하기 위해 상기 파일 주변에 플루트 및 홈들을 형성한다. 게다가, 상기 회전 파일(반 가공된 회전 파일)은 더욱 높은 온도(더욱 따뜻한 온도)를 갖는 제조 환경으로부터 제거될 수 있다. 상기 비-초탄성 와이어는 약 25℃의 실온에서 (실온보다 높은 온도)에서 비-초탄성 회전 파일을 형성할 수 있다.
NiTi 합금과 같은 형상 기억 합금은 일반적으로 온도 의존적인 2개의 1차 결정학적 구조(즉, 더욱 높은 온도에서 오스테나이트, 및 더욱 낮은 온도에서의 마르텐사이트)를 갖는 것으로 여겨진다. 이러한 온도 의존적이고 확산이 없는 상변환은 가열 도중에 마르텐사이트(M)에서 오스테나이트(A)(예를 들어, M→A)로 이루러질 것이다. 게다가, 오스테나이트에서 마르텐사이트(A→M)로의 역 상변환은 냉각 시에 개시될 수 있는 것으로 인지된다. 다른 실시형태에서, 중간상(R)은 상변환 도중, 즉 가열 시의 (M)→(R)→(A) 또는 냉각 시의 (A)→(R)→(M)의 상변환 도중에 일어날 수 있다. R 상은 오스테나이트 상(A)과 마르텐사이트 상(M) 사이의 중간상으로서 정의되어 있다. 그러나 상변환 도중에는 대안적인 R 상 이외에도 상기 마르텐사이트 상 및 오스테나이트 상이 존재할 수 있는 것으로 인지된다.
상기 상변환 온도는 도 3에 도시된 바와 같이 시차 주사 열량 분석(DSC) 곡선을 이용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, Af(오스테나이트 변태 완료 온도)는 가열 곡선에서 피크의 최대 기울기를 갖는 라인의 연장선과 기준선의 도식적 교차점으로부터 수득될 수 있다. 형상 기억 합금들로 제조된 치내요법용 기구의 최종 Af 온도는 회전 기구 샘플로부터 절단된 플루팅된 절편이 임의의 추가적인 열적 어닐링 공정(즉, 진공 하에서 850℃에서 30분)을 필요로 하지 않는다는 것을 제외하고는 헬륨 또는 질소와 같은 퍼지 가스(purge gas)에 의한 0±0.5℃/분의 가열 또는 냉각 속도를 이용하는 것과 같은 ASTM F2004-05 표준법("열적 분석에 의한 니켈-티탄 합금의 변환 온도에 대한 표준 시험 방법")에 따라 일반적인 DSC 시험에서 측정되었으며, 이때 상기 열적 어닐링 공정은 전형적으로 완전한 오스테나이트성 조건에서 잉곳 전이 온도(ingot transition temperature)를 측정하기 위해 사용된다.
더욱 구체적으로는, 도 3은 가열 및 냉각 주기 둘 모두에서 형상 기억 합금(니켈-티탄)의 개략적인 시차 주사 열량 분석(DSC) 곡선을 제공한다. Af(오스테나이트 변태 완료 온도), As(오스테나이트 변태 개시 온도), Mf(마르텐사이트 변태 완료 온도) 및 Ms(마르텐사이트 변태 개시 온도)는 상기 곡선에서 적절한 피크의 최대 기울기를 갖는 라인의 연장선과 기준선의 도식적 교차점으로부터 수득될 수 있다. 상기 마르텐사이트 변태 개시 온도(Ms)는 냉각 시에 오스테나이트에서 마르텐사이트로의 변환이 시작되는 온도로서 정의된다. 상기 마르텐사이트 변태 완료 온도(Mf)는 냉각 시에 오스테나이트에서 마르텐사이트로의 변환이 끝나는 온도로서 정의되며; 상기 오스테나이트 변태 개시 온도(As)는 가열 시에 마르텐사이트에서 오스테나이트로의 변환이 시작되는 온도로서 정의된다. 상기 오스테나이트 변태 완료 온도(Af)는 가열 시에 마르텐사이트에서 오스테나이트로의 변환이 끝나는 온도로서 정의된다.
실험 결과에 따르면, 본 발명(예를 들어, 치내요법용 기구들의 형성을 위한 부가적인 열처리 공정)은 바람직한 특징을 야기하는 것으로 나타났다. 더욱 구체적으로는, 이들 마르텐사이트성 상태인 NiTi 형상 기억 합금으로 제조된 치내요법용 기구들은 유사한 형상 및/또는 크기를 갖는 통상적인 초탄성 기구에 대비하여 하기의 목적하는 근관 수술용 특징들 중 하나를 포함할 수 있다: (1) 보다 높은 굴곡성 및 보다 낮은 강성; (2) 반복 피로에 대한 향상된 내성; (3) 비틀림 파절에 대한 보다 높은 회전 정도; (4)특히 상당한 곡률 및 복잡한 프로파일을 갖는 근관에 있어서 곡선형 관 프로파일로의 추가적인 동조, 및 이들의 조합.
예를 들어, 상이한 야금학적 구조(오스테나이트 대 마르텐사이트)의 충격을 비교하기 위해, 2개의 상이한 기구 샘플은 2개의 독특한 구조, 즉 (1) 완전한 오스테나이트성 미세구조를 갖는 초탄성 기구 및 (2) 마르텐사이트성 미세구조를 갖는 기구들을 나타내기 위해 상이한 가열 가공을 이용하여 제조되었다. DSC 측정에 기초한 하나의 구체적인 실시예에서, 독특한 미세구조를 갖는 이들 2개의 기구에 대한 최종 Af 온도는 각각 17℃(완전한 오스테나이트성 미세구조를 갖는 기구(1)의 경우) 및 37℃(마르텐사이트성 미세구조를 갖는 기구(2)의 경우)이다. 모든 기구 샘플은 동일한 기하학적 설계를 가졌다. 모든 시험은 주위 온도(약 23℃)에서 수행되었다.
I. 강성 시험: 이들 오스테나이트성 상태인 NiTi 형상 기억 합금에 비해 이들 마르텐사이트성 상태인 NiTi 형상 기억 합금으로 제조된 치내요법용 기구들 상에서의 보다 높은 굴곡성 및 보다 낮은 강성을 나타낸다.
이러한 강성 시험에서, 모든 샘플 기구의 강성은 도 4에 도시된 시험 장치를 이용하여 45°까지 근관 기구를 비틀어 구부림으로써 결정되었다.
도 5에서의 시험 결과에 나타낸 바와 같이, 주위 온도에서 마르텐사이트성 미세구조를 갖는 회전 기구들은 보다 높은 굴곡성 및 보다 낮은 강성을 나타낸다(굽힘 시에 보다 낮은 최대 토크로 표시된 바와 같음). 17℃의 최종 Af 온도를 갖는 정규의 초탄성 기구와 비교 시, 마르텐사이트성 미세구조(약 37℃의 최종 Af 온도)를 갖는 기구들은 굽힘 토크에서 23%의 감소를 나타냈다. 상기 마르텐사이트성 기구의 보다 낮은 강성은 마르텐사이트의 보다 낮은 영률(Young's modulus: 약 30 내지 40GPa)에 기인할 수 있는 반면, 오스테나이트는 주위 온도에서 약 80 내지 90GPa이다.
도 5는 굽힘 시험에서 NiTi 형상 기억 합금으로 제조된 치내요법 회전 기구들의 상이한 NiTi 미세구조들(정규의 초탄성 또는 오스테나이트성 대 마르텐사이트성)과 평균 최대 토크 사이의 관계를 보여주는 개략적인 그래프를 나타낸다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 보다 낮은 최대 토크(더 강성이고 더욱 더 굴곡성임)는 보다 높은 Af(오스테나이트 변태 완료 온도)로 표시된 마르텐사이트성 미세구조에 의해 달성될 수 있다. 일 실시형태에서, 초탄성 회전 파일에 대한 비-초탄성 회전 파일의 최대 토크(굴곡성/강성)의 비율은 약 25℃에서 약 1:0.9 미만(예를 들어, 약 1 :0.85 미만, 및 바람직하게는 약 1 :0.8 미만)이다.
II. 굽힘-회전 피로 시험: 이들 마르텐사이트성 상태인 NiTi 형상 기억 합금들로 제조된 치내요법용 기구들 상에서의 보다 높은 피로 수명을 나타낸다.
이러한 굽힘 시험에서, 모든 샘플 기구들의 피로 내성은 도 6에 도시된 굽힘-회전 피로 시험 장치에 의해 측정된다. 도 7에 도시된 시험 결과에 따르면, 마르텐사이트성 상태에서의 기구들(37℃의 Af 온도)의 평균 반복 피로 수명은 이의 오스테나이트성 대응물(17℃의 Af 온도)의 약 3배이다.
도 6의 도식적인 도면에 도시된 바와 같이, 시험 장치는 치내요법용 기구들의 굽힘-회전 피로 내성을 시험하기 위해 사용될 수 있다. 상기 치내요법 회전 기구 샘플은 일반적으로 제어된 반경 및 곡률을 갖는 모조의 스테인레스강 관 내부에서 자유롭게 회전하고 있을 수 있다.
도 7의 개략적인 그래프는 NiTi 형상 기억 합금으로 제조된 치내요법 회전 기구들의 상이한 NiTi 미세구조(오스테나이트성 대 마르텐사이트성)와 평균 반복 피로 수명 사이의 관계를 나타낸다. 더욱 구체적으로는, 도 7은 보다 높은 Af(오스테나이트 변태 완료 온도)로 표시된 주위 온도에서 마르텐사이트성 미세구조에 의해 더욱 긴 반복 피로 수명이 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 상기 초탄성 회전 파일에 대한 비-초탄성 회전 파일의 피로에 대한 총 주기의 회수(반복 피로에 대한 내성)의 비율은 약 25℃에서 적어도 약 1.25:1(예를 들어, 적어도 약 1.5:1, 바람직하게는 적어도 약 2:1)일 수 있는 것으로 인지된다.
III. 토크 시험: 이들 마르텐사이트성 상태인 NiTi 형상 기억 합금들로 제조된 치내요법용 기구들 상에서의 비틀림 파절에 대한 보다 높은 회전 정도를 나타낸다.
이러한 토크 시험에서, 근관 기구들의 파절에 대한 내성은 도 8에 도시된 시험 장치를 이용하여 비틀림 파절에 대한 평균 최대 회전 정도를 측정하기 위해 수행된다. 도 9 및 도 10에서의 시험 결과에 따르면, 마르텐사이트성 미세구조를 갖는 기구들은 이들의 오스테나이트성 대응물보다 높은 회전 정도 및 비틀림 파절에 대한 최대 토크를 나타낸다.
대부분의 기구의 분리는 반복 피로 또는 비틀림 파절에 의해 야기되었을 수 있는 것으로 인지되며, 따라서 마르텐사이트성 미세구조를 갖는 형상 기억 합금들로 제조된 기구들의 분리는 (II) 굽힘-회전 피로 시험 및 (III) 토크 시험에서의 시험 결과에 따라 유의하게 감소할 수 있다.
도 9의 개략적인 그래프는 NiTi 형상 기억 합금으로 제조된 치내요법 회전 기구들의 상이한 야금학적 구조와 "파절에 대한 평균 최대 회전 정도" 사이의 관계를 나타낸다. 더욱 구체적으로는, 도 9는 보다 높은 회전 정도가 마르텐사이트성 미세구조에 의해 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 초탄성 회전 파일에 대한 비-초탄성 회전 파일의 파절에 대한 최대 회전 정도(비틀림 특성)의 비율은 약 25℃에서 적어도 약 1.05:1(예를 들어, 적어도 약 1.075:1, 바람직하게는 적어도 약 1.1:1)일 수 있는 것으로 인지된다.
도 10의 개략적인 그래프는 NiTi 형상 기억 합금으로 제조된 치내요법 회전 기구들의 상이한 야금학적 구조와 평균 "최대 토크" 사이의 관계를 나타낸다. 더욱 구체적으로는, 도 10은 보다 높은 토크 내성이 마르텐사이트성 미세구조에 의해 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 상기 초탄성 회전 파일에 대한 비-초탄성 회전 파일의 최대 토크(비틀림 저항)의 비율은 약 25℃에서 적어도 약 1.05:1(예를 들어, 적어도 약 1.075:1, 바람직하게는 적어도 약 1.09:1)일 수 있는 것으로 인지된다.
IV. 이들 마르텐사이트성 상태인 NiTi 형상 기억 합금들로 제조된 치내요법용 기구들은 유사한 형상 및/또는 크기를 갖는 통상적인 초탄성 기구들과 대비해서 곡선형 관 프로파일로의 증가된 동조를 나타낸다.
레징, 이송 및/또는 천공의 도입이 없는 경우, 이들 마르텐사이트성 미세구조에서 형상 기억 합금으로 형성된 기구들은 도 11에 도시된 바와 같이 고도의 곡선형 관을 세정하고 형상화하는데 사용될 수 있는 것으로 인지된다. 유리하게도, 이들 기구들은 (1) 마르텐사이트의 존재로 인한 높은 굴곡성; 및 (2) 근관 수술 도중에 적용된 동력학적 변형력 하에 오스테나이트의 입방형 결정 구조에 대비하여 마르텐사이트의 단사정계형 결정 구조의 낮은 대칭성으로 인한 마르텐사이트성 변형체들의 보다 양호한 재배향 및 자가 수용 능력으로 인해 근관의 곡률에 대해 추가로 동조하는 경향이 있다.
2차 열처리는 상기 파일의 물질 특성을 최적화하면서 그 내부에 하나 이상의 굴곡부를 제공함으로써 비-초탄성 파일의 강성을 추가로 제어하기 위해 이용될 수 있다. 이는 상기 파일의 강성을 조절하기 위한 특정 매개변수에서 비-초탄성 파일을 열처리함으로써 달성될 수 있다(예를 들어, 비-초탄성 파일을 더욱 강성이 되도록 하거나 덜 강성이 되도록 함으로써 달성됨). 예를 들어, 일 실시형태에서 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일은, 비록 필요하지 않을지라도, 형상 설정된 비선형 파일을 형성하는 본원에 개시된 열처리 방법을 이용하여 비-초탄성 파일을 열처리함으로써 형성될 수 있다. 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 열처리 공정(예를 들어, 하기에 개시된 바와 같음)은 일반적으로 비-초탄성 파일이 비선형 파일 경로 내에서 배향될 수 있도록 상기 비-초탄성 파일을 고정기구 내에 위치시키는 단계, 및 비-초탄성 열처리 공정 이후에 이용되는 경우 비-초탄성 파일을 형상 설정하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 약 1분 내지 약 45분(예를 들어, 약 3분 내지 약 30분, 및 바람직하게는 약 5분 내지 약 20분)의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 650℃(예를 들어, 약 450℃ 내지 약 550℃)의 온도까지 상기 비-초탄성 파일을 포함하는 고정 기구를 가열하는 단계를 포함할 수 있는 것으로 인지된다.
본 발명은 또한 하기 하나 이상의 조합을 참고하여 개시될 수 있음을 알 수 있다.
A. 비-초탄성 회전 파일을 제조하기 위한 방법에 있어서,(i) 오스테나이트 변태 완료 온도를 갖는 초탄성 회전 파일을 제공하는 단계; 및 (ii) 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 비-초탄성 회전 파일을 형성하기 위해 적어도 약 5분의 기간 동안 적어도 약 300℃의 온도까지 상기 초탄성 회전 파일을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 비-초탄성 회전 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도는 약 25℃ 초과인 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
B. 제1 항에 있어서, 상기 비-초탄성 회전 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도는 27℃ 초과(예를 들어, 약 27℃ 내지 35℃ 범위)인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
C. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 비-초탄성 회전 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도는 30℃ 초과(예를 들어, 약 30℃ 내지 35℃ 범위)인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
D. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-초탄성 회전 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도는 33℃ 초과(예를 들어, 약 33℃ 내지 35℃)인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
E. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-초탄성 회전 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도는 35℃ 초과(예를 들어, 약 35℃ 내지 40℃ 범위)인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
F. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-초탄성 회전 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도 37℃ 초과(예를 들어, 약 37℃ 내지 45℃ 범위)인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
G. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 단계에서 상기 온도는 약 300℃ 내지 약 600℃의 범위인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
H. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 단계에서 상기 온도는 약 370℃ 내지 약 510℃의 범위인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
I. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 단계에서 상기 기간은 약 5분 및 약 120분의 범위인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
J. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 단계에서 상기 기간은 약 10분 및 약 60분의 범위인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
K. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초탄성 회전 파일은 형상 기억 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
L. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 니켈 및 티탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
M. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 니켈-티탄 기반 2원 합금인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
N. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 니켈-티탄 기반 3원 합금인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
O. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 니켈-티탄 기반 3원 합금은 하기 식 Ni-Ti-X(여기서, X는 Co, Cr, Fe 또는 Nb임)로 표시되는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
P. 제1 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 구리 기반 합금, 철 기반 합금 또는 이들 둘의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
Q. 제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 CuZnAl 또는 CuAlNi를 포함하는 구리 기반 합금인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
R. 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 FeNiAl, FeNiCo, FeMnSiCrNi 또는 FeNiCoAlTaB를 포함하는 철 기반 합금인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
S. 제1 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초탄성 회전 파일에 대한 상기 비-초탄성 회전 파일의 최대 토크(굴곡성/강성)의 비율은 약 25℃에서 약 8:9 미만인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
T. 제1 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초탄성 회전 파일에 대한 상기 비-초탄성 회전 파일의 피로에 대한 총 주기의 회수(반복 피로에 대한 내성)의 비율은 약 25℃에서 적어도 약 1.25:1인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
U. 제1 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초탄성 회전 파일에 대한 상기 비-초탄성 회전 파일의 파절에 대한 최대 회전 정도(비틀림 특성)의 비율은 약 25℃에서 적어도 약 1.05:1인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
V. 제1 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초탄성 회전 파일에 대한 상기 비-초탄성 회전 파일의 최대 토크(비틀림 저항)의 비율은 약 25℃에서 적어도 약 1.05:1인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
W. 제1 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서, 손잡이를 제공하는 단계, 및 상기 손잡이를 상기 비-초탄성 회전 파일의 일부분에 부착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
X. 제1 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서, 2원 NiTi에 있어서 상기 니켈의 중량비(%)는 약 45% 내지 약 60%(예를 들어, 약 54.5% 내지 약 57%)의 범위이고, 티탄 조성물의 나머지는 약 35% 내지 약 55%(예를 들어, 약 43% 내지 약 45.5%)의 범위일 수 있는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
Y. 제1 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 있어서, 3원 NiTiX에 있어서 상기 성분 X의 중량비(%)가 15% 미만(예를 들어, 약 10% 미만)일 수 있는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
Z. 비-초탄성 회전 파일을 제조하기 위한 방법에 있어서, (i) 약 25℃ 초과의 오스테나이트 변태 완료 온도를 갖는 비-초탄성 와이어를 제공하는 단계; (ii) 상기 오스테나이트 변태 완료 온도보다 높은 제조 온도까지 상기 비-초탄성 와이어를 가열하는 단계; 및 (iii) 회전 파일을 형성하기 위해 상기 초탄성 와이어 주변에 플루트(들), 홈(들) 또는 이들 둘의 조합을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 회전 파일은 약 25℃ 내지 대략 오스테나이트 변태 완료 온도의 범위의 온도에서 비-초탄성을 나타내는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
AA. 제23 항에 있어서, 상기 비-초탄성 회전 파일의 오스테나이트 변태 완료 온도는 26℃ 초과(예를 들어, 약 26℃ 내지 35℃ 범위)인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
BB. 제23 항에 있어서, 상기 비-초탄성 회전 파일의 오스테나이트 변태 완료 온도는 27℃ 초과(예를 들어, 약 27℃ 내지 35℃ 범위)인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
CC. 제23 항 또는 제24 항에 있어서, 상기 비-초탄성 회전 파일의 오스테나이트 변태 완료 온도는 30℃ 초과(예를 들어, 약 30℃ 내지 35℃ 범위)인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
DD. 제23 항 내지 제25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-초탄성 회전 파일의 오스테나이트 변태 완료 온도는 33℃ 초과(예를 들어, 약 33℃ 내지 40℃ 범위)인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
EE. 제23 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-초탄성 회전 파일의 오스테나이트 변태 완료 온도는 35℃ 초과(예를 들어, 약 35℃ 내지 40℃ 범위)인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
FF. 제23 항 내지 제27 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-초탄성 회전 파일의 오스테나이트 변태 완료 온도는 37℃ 초과(예를 들어, 약 37℃ 내지 45℃ 범위)인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
GG. 제23 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 단계에서 상기 제조 온도는 약 5℃ 내지 약 200℃의 범위인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
HH. 제23 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 단계에서 상기 제조 온도는 약 10℃ 내지 약 50℃의 범위인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
II. 제23 항 내지 제30 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-초탄성 와이어는 형상 기억 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
JJ. 제23 항 내지 제31 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 니켈 및 티탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
KK. 제23 항 내지 제32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 니켈-티탄 기반 2원 합금인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
LL. 제23 항 내지 제33 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 니켈-티탄 기반 3원 합금인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
MM. 제23 항 내지 제34 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 니켈-티탄 기반 3원 합금은 하기 식 Ni-Ti-X(여기서, X는 Co, Cr, Fe 또는 Nb임)로 표시되는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
NN. 제23 항 내지 제35 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 구리 기반 합금, 철 기반 합금 또는 이들 둘의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
OO. 제23 항 내지 제36 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 CuZnAl 또는 CuAlNi를 포함하는 구리 기반 합금인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
PP. 제23 항 내지 제37 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 FeNiAl, FeNiCo, FeMnSiCrNi 또는 FeNiCoAlTaB를 포함하는 철 기반 합금인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
QQ. 제23 항 내지 제38 항 중 어느 한 항에 있어서, 손잡이를 제공하는 단계 및 상기 손잡이를 상기 비선형 회전 파일의 일부분에 부착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
RR. 제23 항 내지 제39 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 손잡이는 상기 플루트(들), 홈(들) 또는 임의의 이의 조합으로부터 말단에 위치하는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
SS. 비-초탄성 회전 파일을 제조하기 위한 방법에 있어서, 오스테나이트 변태 완료 온도를 갖는 초탄성 회전 파일을 제공하는 단계; 및 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 비-초탄성 회전 파일을 형성하기 위해 적어도 약 5분의 기간 동안 적어도 약 300℃의 온도까지 상기 초탄성 회전 파일을 가열하는 단계를 포함하되, 상기 비-초탄성 회전 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도가 약 25℃ 초과인 비-초탄성 회전 파일의 제조 방법.
비선형 기구들 및 이의 제조 방법들
본 발명은 비선형 기구들(예를 들어, 치내요법용 기구들) 및 이의 제조 방법들을 추가로 제공한다. 파일 설계는 상기 파일의 기하학 구조가 소정의 비선형 완료 형상 내로 배열될 수 있도록 통상적인 파일(예를 들어, 선형 파일)의 일부분들을 전향시키기 위해 고정기구를 이용하고, 상기 파일을 가열하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성함으로써 제조될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 근관의 세정 및/또는 형상화 도중에 상기 근관의 벽(예를 들어, 상아질/치수 계면)에 대비하여 근관의 치수 물질 및/또는 감염된 물질과의 표면 접촉을 다양한 곡률(예를 들어, 극단의 곡률)로 더욱 양호하게 분포시키기 위해 파일을 목적하는 기하학 구조(예를 들어, 일반적 비선형 형상)로 형상 설정한다. 하나의 바람직한 양태에서, 상기 비선형 형상의 파일은 확장하여, 상기 근관의 벽들이 상아질 및/또는 치수 물질들의 제거를 최소화하면서 세정되고 있다(예를 들어, 치수 및/또는 감염된 물질을 제거함)는 것을 확실케 하도록 구성될 수 있다. 다른 바람직한 양태에서, 상기 비선형 형상의 파일은 상아질 및/또는 치수 물질들의 과도한 제거를 줄이기 위해 상기 근관벽들이 비선형 형상의 회전 파일의 굴곡부보다 좁은 경우에 상기 근관벽의 하나 이상의 부분과의 접촉 시에 붕괴하도록 구성될 수 있다. 게다가, 본 발명은 비선형 파일을 형성하는 방법을 포함할 수 있으며, 이때 상기 방법은 통상적인 파일을 고정기구 내에 배치시킨 후, 상기 파일을 소정의 기하학 구조로 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 시간 동안 가열된 치수강 내에서 상기 파일을 따라서 상기 고정기구를 배치시킴으로써 달성될 수 있다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 비선형 형상을 갖는 본 발명의 다양한 파일들(예를 들어, 치과용 파일들)을 보여준다. 도 12a 내지 도 12c에 각각 나타낸 비선형 파일들(20, 108 및/또는 110)은 일반적으로 파일축(26)을 따라 확장하고, 끝단부(28), 근단부(24) 및 그 사이의 작동 부분을 구비한 가늘고 긴 비선형 샤프트(22) 부분을 포함한다. 상기 근단부(28)는 손잡이(미도시)에 안착될 수 있으며, 핸드피스(예를 들어, 회전 장치)의 부착을 위한 부착 말단(27)을 포함할 수 있다. 상기 샤프트(22)는 적어도 하나의 오프셋 부분(30)을 포함하고, 바람직하게는 상기 샤프트(22)의 적어도 일부분이 파일축(26)과는 상이한 축을 따라 확장되어 일반적인 비선형으로 되는 복수의 오프셋 부분(30)(예를 들어, 굴곡부)을 포함한다. 하나의 바람직한 실시형태에서, 상기 비선형 샤프트 부분(22)은 공통 수평면(예를 들어, 2차원 공간) 내에서 확장된다.
상기 비선형 파일은 복수의 오프셋(30)들(예를 들어, 비선형 파일들(20 및 108)에서와 같이 적어도 약 2개의 오프셋, 적어도 약 3개의 오프셋, 또는 기타 개수의 비선형 파일)을 포함할 수 있는 것으로 인지된다. 더욱 구체적으로는, 상기 비선형 파일(20)은 일반적인 C자 형상의 프로파일, 일반적인 S자 형상의 프로파일, 일반적 사인파 형상 프로파일, 또는 기타 형상의 비선형 프로파일과 유사한 기하학 구조를 가질 수 있다. 상기 비선형 파일은, 비록 필요하지 않을지라도, 비선형 파일(108)에서와 같이 일반적으로 보다 작은 샤프트(22) 길이 및/또는 일반적으로 보다 큰 파일 테이퍼를 가질 수 있거나, 비선형 파일들(20 및 110)에서와 같이 일반적으로 보다 킨 샤프트(22) 길이 및/또는 일반적으로 보다 작은 파일 테이퍼를 포함할 수 있는 것으로 인지된다. 임의적으로, 끝단부(28)는 파일축(26)으로부터 오프셋될 수 있거나(도 12a 및 도 12b), 파일축(26)을 따라서 확장될 수 있다(도 12c).
일반적으로, 상기 오프셋 부분(30)은 파일축을 따라서 2개의 위치 사이로 일반적으로 확장되는 샤프트(22)의 단면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 오프셋 부분은 상기 샤프트가 파일축(26)으로부터 멀러지게 확장되기 시작하는 제1 샤프트 위치(34A)와 상기 샤프트가 파일축(26)으로 되돌아가는 제2 샤프트 위치(34B) 사이에서 확장될 수 있다. 게다가, 상기 오프셋 부분은 샤프트(22)의 말단 부분(예를 들어, 끝단부(28), 근단부(24) 및/또는 기타 등등)으로부터 확장되거나 여기까지 확장될 수 있는 것으로 인지된다. 상기 오프셋 부분(30)은 크레스트(32)를 포함할 수 있다. 상기 크레스트(32)는 일반적으로 파일축(26)으로부터 가장 먼 거리를 갖는 샤프트 부분(22)을 따라서 상응하는 오프셋 부분(30) 내에서의 최외각 지점일 수 있다. 상기 크레스트(32)와 파일축(26) 사이의 이러한 최대 거리(예를 들어, 최대 변위)는 크레스트 변위 거리(36)에 의해 한정될 수 있다.
복수의 오프셋 부분(30)을 구비한 실시형태에서, 오프셋 부분(30)(예를 들어, 30A, 30B 등) 각각은 크레스트(32)(예를 들어, 32A, 32B 등) 및 상응하는 크레스트 변위부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 샤프트(22)는 제1 크레스트(32A)(상기 곡선의 정점)를 구비한 제1 오프셋 부분(30A)(제1 하부 곡선을 한정함), 크레스트(32B)(상기 곡선의 정점)를 구비한 제2 오프셋 부분(30B)(제2 상부 곡선을 한정함), 및 크레스트(32C)(상기 파일의 끝단부(28))를 구비한 제3 오프셋(30C)을 포함한다. 상기 제1 오프셋 부분(30A)에서, 샤프트(22)는 샤프트 위치(34A)(예를 들어, 파일(20)의 근단부(24) 주변)에 있는 파일축(26)(예를 들어, 증가하는 변위 거리)에서 멀어지게 확장하고, 제1 오프셋 부분(30A)의 제1 크레스트(32A)에 있는 최외각 지점에 도달할 때까지 파일축(26)으로부터 멀어지게 계속 변위된다. 상기 제1 크레스트(32A)로부터 샤프트(22)는 변위량이 상기 샤프트(22)가 샤프트 위치(34B)(예를 들어, 변곡점)에 있는 파일축(26)까지 및/또는 파일축(26)을 통해 확장할 때까지 (제1 크레스트 변위 거리(36A)에 대비하여) 감소하도록 파일축(26)을 향해 확장한다. 상기 샤프트(22)는 샤프트 위치(34B)에 있는 파일축(26)을 통해 확장하여 제2 오프셋 부분(30B)을 한정하고, 이로 인해 상기 샤프트(22)는 한 번 더 파일축(26)(예를 들어, 증가하는 변위 거리)에 멀어져서 제2 크레스트(32B)에 있는 제2 오프셋 부분(30B)의 최외각 지점까지 계속 확장한다. 상기 제2 크레스트(32B)로부터 상기 샤프트(22)는 변위량이 상기 샤프트(22)가 샤프트 위치(34C)에 있는 파일축(26)까지 확장할 때까지 (제2 크레스트 변위 거리(36B)에 대비하여) 감소하도록 파일축(26)을 향해 확장한다. 이어, 상기 샤프트(22)는 샤프트 위치(34C)에 있는 파일축(26)을 통해 확장하고, 비선형 파일(20)의 끝단부(28)에서 제3 크레스트(32C)(제3 크레스트 변위 거리(36C)를 가짐)를 구비한 제3 오프셋 부분(30C)을 한정하기 위해 파일축(26)(예를 들어, 증가하는 변위 거리)으로부터 멀어지게 계속 확장한다.
도 12b는 도 12a의 비선형 파일(20)과 일반적으로 유사한 기하학 구조를 갖는 비선형 파일(108)을 나타낸다. 비선형 파일(108)이 보다 작은 샤프트 길이 및/또는 전체 파일 길이를 가질 수 있다는 점에서 상기 비선형 파일(108)은 비선형 파일(20)과 상이할 수 있다. 도 12c는 도 12a의 비선형 파일(20)과 일반적으로 유사한 샤프트 길이 및/또는 전체 파일 길이를 갖는 비선형 파일(110)을 나타낸다. 비선형 파일(110)이 부가적인 오프셋 부분 오프셋 부분을 포함한다는 점에서 비선형 파일(20)과 상이할 수 있으며, 그 결과 상기 비선형 파일(110)이 2쌍의 상부 및 하부 곡선을 포함하도록 다수의 굴곡부(예를 들어, 4개의 굴곡부)를 형성할 수 있으며, 상기 곡선 각각은 일반적으로 상기 파일축까지 확장하고 및/또는 상기 파일축을 통해 전달된다.
바람직하게는, 비록 필요하지 않을지라도, 하나의 오프셋 부분에서 다른 오프셋 부분까지의 크레스트 변위 거리가 감소함에 따라 상기 오프셋 부분은 비선형 파일(20)의 끝단부(28)에 대비해서 근접하게 될 수 있다. 예를 들어, 도 12에서는 상기 제1 크레스트 변위 거리(36A)는 제3 크레스트 변위 거리(36C)보다 클 수 있는 제2 크레스트 변위 거리(36B)보다 클 수 있다. 그러나 하나의 오프셋 부분에서 다른 오프셋 부분까지의 크레스트 변위 거리는 다를 수 있거나 동일할 수 있는 것으로 인지된다. 게다가, 하나의 오프셋 부분에서 다른 오프셋 부분까지의 크레스트 변위 거리는 상기 파일(20)의 끝단부(28) 및 근단부(24), 하나 이상의 인접한 오프셋 부분, 및/또는 기타 부분에 대비하여 상기 오프셋 부분의 위치에 무관하게 증가하거나 감소할 수 있는 것으로 인지된다.
상기 샤프트(22)는 약 0.0㎜ 초과, 바람직하게는 약 0.05㎜ 초과, 및 더욱 바람직하게는 0.5㎜ 초과의 양으로 오프셋 부분(30)을 따라서 파일축(26)으로부터 변위될 수 있는 것으로 인지된다. 게다가, 상기 샤프트(22)는 약 7㎜ 미만, 바람직하게는 약 6㎜ 미만, 및 더욱 바람직하게는 약 5㎜ 미만의 양으로 파일축(26)으로부터 변위될 수 있는 것으로 인지된다. 예를 들어, 상기 샤프트(22)는 0.0㎜ 초과 내지 약 7㎜, 바람직하게는 약 0.05㎜ 내지 약 6㎜, 및 더욱 바람직하게는 약 0.5㎜ 내지 약 5㎜의 양으로 오프셋 부분(30)을 따라서 파일축(26)으로부터 변위될 수 있다.
본 발명은 비선형 파일(20)을 형성하기 위한 고정기구(40)를 포함할 수 있다. 상기 고정기구(40)는 본 발명에 따른 치과 기구를 수용하기에 충분한 임의의 너비, 길이 및/또는 두께를 갖는 다양한 크기로 제공될 수 있다. 일 실시형태에서, 상기 고정기구(40)는 상부 표면(42)(예를 들어, 일반적으로 편평한 표면)을 구비한 베이스(41), 배면 벽부(43), 전면 벽부(44), 및 좌측 및 우측 벽부(45)를 포함한다. 상기 베이스는 통상적인 치과 기구(예를 들어, 파일(10A, 10B 또는 10C), 등)를 수용하기 위한 비선형 파일 경로를 한정하는 하나 이상의 변위 부재(46)를 포함할 수 있다. 상기 베이스(41)는 샤프트(22)와 접촉하는 경우에 상기 샤프트(22)의 하나 이상의 부분이 파일축(26)으로부터 멀어지게 전향되거나 상기 파일축(26)을 향해 전향될 수 있는 베이스(41) 주변에 배치된 복수의 변위 부재들(46)을 포함할 수 있다. 임의적으로, 상기 베이스(41)는 파일축(26)을 따라 샤프트(22)의 일부분을 유지하도록 돕는 하나 이상의 가이딩 부재(48)를 더 포함할 수 있다. 상기 변위 부재들(46), 가이딩 부재들 또는 이들 둘의 조합 중 하나 이상은 베이스(41)와 통합되거나 분리될 수 있는 것으로 인지된다. 게다가, 상기 변위 부재들(46), 가이딩 부재들 또는 이들 둘의 조합 중 하나 이상은 상기 베이스에 고정 가능하게 안착되거나, 그로 인해 한정된 비선형 파일 경로를 변경하기 위해 조절될 수 있는 것으로 인지된다. 도 13에 도시된 하나의 구체적인 실시형태에서, 상기 베이스(41)는 제1 쌍의 상응하는 가이딩 부재(50A 및 50B) 및 제2 한 쌍의 가이딩 부재(52A 및 52B)를 구비한 복수의 가이딩 부재(48), 및 제1 변위 부재(54), 제2 변위 부재(56), 제1 쌍의 상응하는 변위 부재(58A 및 58B) 및 제2 쌍의 상응하는 변위 부재(60A 및 60B)를 구비한 복수의 변위 부재(46)를 포함한다.
상기 변위 부재들(46) 및 가이딩 부재들(48)(예를 들어, 핀 또는 기타 등등)이 도 13에 포함되어 있는 경우에 상기 베이스(41)로부터 상방(예를 들어, 일반적으로 수직)으로 확장하고, 소정의 비선형 파일 경로를 한정하기 위한 구성으로 위치할 수 있다. 통상적인 파일(예를 들어, 일반적 선형 파일)이 상기 변위 부재들(46) 및 가이딩 부재들(48) 중 하나 이상의 부재를 향하게 됨에 따라 상기 샤프트(22)의 하나 이상의 부분이 상기 통상적인 파일의 샤프트를 비선형 형상(예를 들어, 곡선형 파일)로 배향시키기 위해 고정기구(40)의 소정의 비선형 파일 경로에 동조할 수 있도록 상기 샤프트(22)의 하나 이상의 부분은 파일축(26)으로부터 멀어지게 변위될 수 있거나((예를 들어, 상기 배면 벽부(43) 또는 전면 벽부(44)를 향해 변위됨), 파일축(26)을 향해 변위될 수 있는 것으로 인지된다.
더욱 구체적으로는, 통상적인 파일은 상기 끝단부(18)가 먼저 제1 쌍의 상응하는 가이딩 부재(50A 및 50B)를 통해 확장한 후에 제2 쌍의 상응하는 가이딩 부재(52A 및 52B)를 통해 확장할 수 있도록 고정기구(40) 내에 삽입될 수 있다. 상기 상응하는 쌍의 가이딩 부재들 각각은 일반적으로 파일축(26)을 따라 상기 파일을 유지하면서 상기 샤프트(12)가 그 사이로 통과하도록 하기에 충분하도록 이격될 수 있다. 상기와 같이, 일반적으로 상기 통상적인 파일이 한 쌍의 가이딩 부재들(46) 각각을 통해 가이딩됨에 따라 파일축(26)으로부터의 샤프트 변위가 거의 없거나 전혀 없을 수 있다. 상기 통상적인 파일의 끝단부(18)가 계속 고정기구에 삽입됨에 따라 상기 끝단부(18)는 제1 변위 부재(54A)와 접촉할 수 있으며, 상기 제1 변위 부재(54A)는 바람직하게는 파일축(26)으로부터 멀어지게 끝단부(18)를 전향시킨다(예를 들어, 일반적으로는 상부 표면(42)을 따라 그리고 공통 수평면 내에서 배면 벽부(43) 또는 전면 벽부(44)를 향해 전향시킴). 유사하게, 상기 통상적인 파일의 일부분은, 상기 잔류 변위 부재들(46)이 (샤프트(12)의 다양한 단면뿐만 아니라) 끝단부(18)와 접촉함에 따라 상기 통상적인 파일의 샤프트(12)가 고정기구(40)의 비선형 파일 경로에 의해 한정되는 소정의 형상 내로 배향될 수 있도록 상기 끝단부(18)가 마지막 변위 부재(46)(예를 들어, 상응하는 변위 부재의 쌍(60A 및 60B))에 도달할 때(상기 마지막 변위 부재(46)를 통해 확장할 때)까지 상기 파일축(26)을 향해 또는 이로부터 멀어져서 계속 전향될 수 있다. 그 이후, 상기 고정기구(40)의 비선형 파일 경로를 따라 위치하고 있는 통상적인 파일은 후술되는 바와 같은 열처리 공정에 적용함으로써 하나 이상의 통상적인 파일을 형상 설정하여 하나 이상의 형상 설정된 비선형 파일(예를 들어, 도 12a의 비선형 파일(20), 도 12b의 비선형 파일(108), 도 12c의 비선형 파일(110), 또는 기타 등등)을 형성할 수 있다.
다양한 크기의 통상적인 파일들이 소정의 형상으로 배향될 때까지 상기 끝단부(18)가 마지막 변위 부재(46), 대안적인 가이딩 부재(48), 상기 고정기구의 말단, 또는 이들 사이의 임의의 변위 부재/가이딩 부재까지 확장되도록 (예를 들어, 상기 부재들과 접촉하도록) 상기 고정기구 내로의 삽입 깊이를 변경함으로써 통상적인 파일을 수용할 수 있다. 게다가, 상기 가이딩 부재들, 변위 배치 부재들, 또는 이들 둘의 조합은 상이한 두께, 테이퍼, 물질 및/또는 길이를 갖는 다양한 크기의 파일을 수용할 수 있으면서 소정의 파일 경로를 한정하기에 충분한 간격을 갖는 베이스(41)에 안착될 수 있다.
다른 실시형태에서 본 발명은 하나 이상의 조절 가능한 변위 부재들(76), 하나 이상의 조절 가능한 가이딩 부재들(78) 또는 이들 둘의 조합을 구비한 조절 가능한 고정기구(70)를 제공함으로써 상이한 두께, 테이퍼, 물질 및/또는 길이를 갖는 다양한 크기의 파일들을 수용할 수 있는 것으로 인지된다. 상기 조절 가능한 부재들(76 및 78)은 상기 베이스(41)의 상부 표면(42)을 따라 적어도 하나의 부재의 재배치를 허용하도록 구성될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 도 14에 도시된 고정기구(70)는 상기 파일의 목적하는 완성된 비선형 기하학 구조를 달성하기 위해 적어도 하나의 방향(배면 벽부(43)와 전면 벽부(44) 사이의 횡 방향 과 같은 상이한 방향)으로 이동 가능한 하나 이상(예를 들어, 2개)의 변위 부재(예를 들어, 핀)를 포함한다.
이를 수행하는데 있어서, 하나 이상의 조절 가능한 부재는 보다 두꺼운 샤프트, 보다 얇은 샤프트, 보다 큰 파일 테이퍼를 구비한 샤프트, 보다 작은 파일 테이퍼를 구비한 샤프트 또는 이의 조합들을 수용하기 위해 일반적으로는 파일축(26)에 대비하여(예를 들어, 배면 벽부(43) 또는 전면 벽부(44)를 향하여) 횡 방향으로 재배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 상응하는 변위 부재들 및/또는 상응하는 가이딩 부재들 중 적어도 하나의 변위 부재 및/또는 가이딩 부재(예를 들어, 50A, 52A, 58A 및 60A)는 기타 상응하는 변위 부재 및/또는 상응하는 가이딩 부재(예를 들어, 50B, 52B, 58B 및 60B)에 대비하여 횡 방향으로 각각 재배치되어 그 사이의 간격을 증가 또는 감소시킬 수 있으며, 그 결과 상기 고정기구가 다양한 샤프트 두께를 갖는 통상적인 파일들을 수용할 수 있도록 한다. 게다가, 하나 이상의 조절 가능한 부재들은 파일축(26)에 대비하여(예를 들어, 배면 벽부(43) 또는 전면 벽부(44)에 향하여)일반적으로 횡 방향으로 재배치되어 오프셋 부분(30)을 횡 방향으로 증가 또는 감소시킬 수 있으며, 그 결과 크레스트 변위 거리를 각각 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 변위 부재(46)(예를 들어, 54 및 56)를 횡 방향으로 재배치함으로써, 상기 샤프트(22)는 파일축(26)으로부터 멀어지게 추가로 배위될 수 있으며, 그 결과 보다 큰 변위 거리를 갖는 보다 큰 굴곡부(예를 들어, 곡선)를 형성할 수 있다.
임의적으로 또는 게다가, 하나 이상의 조절 가능한 부재들은 다양한 길이를 갖는 파일들을 수용하거나 오프셋 부분(30)의 종 방향 거리를 증가 또는 감소시키기 위해 상기 파일축에 대비하여(예를 들어, 좌측 또는 우측 벽부들(45)을 향해) 일반적으로 종 방향으로 재배치될 수 있다. 상기 오프셋 부분(30)의 종 방향 거리는 파일축(26)을 교차하는 상기 샤프트의 2개의 인접한 부분 사이에서의 파일축(26)에 따른 거리(예를 들어, 샤프트 위치(34A 및 34B), 샤프트 위치(34C) 및 끝단부(28), 또는 기타 부분 사이의 파일축(26)에 따른 거리)로서 정의될 수 있는 것으로 고려된다. 예를 들어 상기 제1 쌍의 상응하는 가이딩 부재(50A 및 50B)와 제2 쌍의 상응하는 변위 부재(60A 및 60B) 사이의 종 방향 간격은 보다 길거나 짧은 샤프트(22)를 각각 수용하기 위해 좌측 및 우측 벽부들(45)에 대해 일반적으로 종 방향으로 증가하거나 감소할 수 있다. 게다가, 상기 오프셋 부분(30)의 종 방향 거리는 변위 부재들(46),가이딩 부재들(48) 또는 이들 각각의 조합들 중 2개 이상의 부재들 사이의 종 방향 공간을 증가시키거나 감소시킴으로써 각각 증가되거나 감소될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 한 쌍의 가이딩 부재(52A 및 52B)와 변위 부재(56) 사이의 간격은 좌측 및 우측 벽부들(45)에 대하여 일반적으로 종 방향으로 증가되거나 감소될 수 있으며, 그 결과 이들 사이의 종 방향 거리를 증가시킬 수 있다. 이러한 실시예에서, 오프셋 부분의 종 방향 거리에서의 증가 또는 감소는 또한, 비록 필요하지 않을지라도, 변위 부재(예를 들어, 변위 부재(54))에 의한 샤프트(22)의 횡 방향 변위를 포함할 수 있다.
도 14는 상기 고정기구(40)에서 개시된 바와 같이 유사한 특징을 갖는 조절 가능한 고정기구(50)의 구체적인 일예를 나타내며, 이때 상기 조절 가능한 고정기구(50)는 제1 조절 가능한 변위 부재(76A) 및 제2 조절 가능한 변위 부재(76B)를 더 포함한다. 상기 조절 가능한 변위 부재들(76A 및 76B)은 상기 파일축(26)에 대해 오프셋 부분(30A 및 30B)을 증가시키고 및/또는 감소시키기 위해 (예를 들어, 배면 및 전면 벽부(43 및 44)를 향해) 횡 방향으로 조절되도록 구성될 수 있다. 상기 조절 가능한 변위 부재(76)는 소정의 비선형 형상의 파일을 형성하기 위한 목적하는 파일 경로를 달성하기 위해 상기 고정기구(50) 내에 통상적인 파일의 삽입 이전, 삽입 도중 및/또는 삽입 이후에 조절(또는 재조절)될 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이, 고정기구(50)는 조절 가능한 가이딩 부재들(미도시)을 포함할 수 있다. 이러한 개시를 목적으로, 조절 가능한 부재는 조절 가능한 변위 부재, 조절 가능한 가이딩 부재 또는 이들 둘의 조합을 포함할 수 있다. 상기 조절 가능한 부재(예를 들어, 조절 가능한 변위 부재(76))는 상이한 크기의 통상적인 파일 또는 기타 파일 및 이들의 조합을 수용하기 위해 소정의 상이한 파일 경로가 요구될 수 있는 경우에 상기 조절 가능한 부재가 슬롯 부분(78)(78A 및 78B) 내에서 이동 가능하도록 하는 베이스(41)에 조절 가능하게 안착될 수 있다. 상기 슬롯 부분(78)은 파일축(26)에 대해 횡 방향(예를 들어, 일반적인 수직 방향)(예를 들어, 도 14에 도시된 배면 또는 전면 벽부(43 또는 44)를 향해 확장됨), 파일축(26)에 대해 종 방향(예를 들어, 일반적인 수평 방향)(예를 들어, 좌측 또는 우측 벽부들(45)을 향해 확장됨), 대각선 방향 또는 기타 방향으로 제공될 수 있는 것으로 인지된다.
일단 조절 가능한 부재들 중 하나 이상이 상기 소정의 파일 경로의 적어도 일부분을 형성하기 위해 목적하는 위치 내로 이동하였을 경우, 상기 조절 가능한 부재는 상기 소정의 파일 경로의 일부분을 유지하기 위해 목적하는 위치 내에 일시적으로 안착할 수 있다. 이어, 상기 조절 가능한 부재는 필요한 경우에 상이한 파일 경로를 형성하기 위해 재배치될 수 있다. 임의의 조절 가능한 안착 수단은 상기 조절 가능한 부재를 이동 가능하게 안착시키기 위해 충분하도록 이용될 수 있는 것으로 인지된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 고정기구는 하나 이상의 비선형 형상의 파일을 형성하기 위해 제공될 수 있다. 구체적인 일 실시예에서 나타낸 바와 같이, 도 15a 내지 도 16c는 상부 표면(82), 배면 벽부(83), 전면 벽부(84) 및 좌측 및 우측 벽부들(85)을 구비한 베이스 부재(81)를 포함할 수 있는 고정기구(80)를 제공한다. 상기 상부 표면(82)은 통상적인 파일(예를 들어, 일반적 선형 파일)을 수용하기 위한 소정의 파일 경로를 한정하는 적어도 하나의 파일홈(90)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 고정기구(80)는 복수의 파일홈(90)을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 파일홈(90)은 하나의 파일홈(90)이 다른 파일홈(90)과 유사하거나 다를 수 있다. 도 15a 내지 도 16c에 도시된 바와 같이, 상기 고정기구(80)는 복수의 유사한 파일홈(90)을 포함한다. 상기 파일홈(90)은 상부 표면(82)의 함입형 골짜기 형태로 형성될 수 있다. 상기 파일홈(90)은 개개의 상부 및/또는 하부 벽부들에서의 개구부가 도 16b에 도시된 바와 같이 이들 통해 확장할 수 있도록 하나 또는 둘 모두의 배면 벽부(83) 및 전면 벽부(84)까지 확장할 수 있다(예를 들어, 일반적으로 횡 방향으로 확장함). 배면 및 전면 벽부들(83 및 84) 중 적어도 하나를 통해 확장하는 파일홈을 구비하는 것은 손잡이 부분(16), 부착 말단(17), 끝단부(18) 또는 기타 부분을 수용하기 위해 바람직할 수 있으며, 이들 부재들은 고정기구(80)의 외부에 배치되거나, 부분적으로 외부에 배치될 수 있다. 추가로, 파일홈(90)은 상기 파일홈(90)의 말단이 배면 및 전면 벽부들(83 및 84) 중 하나를 통해 확장하기 못하도록 전면 표면(82) 내부에서만 전적으로 확장될 수 있는 것으로 인지된다. 이러한 경우, 상기 파일홈(90)은 손잡이 부분(16), 부착 말단(17) 또는 기타 부분을 수용하기 위해 충분히 이격된 부분을 더 포함할 수 있다.
게다가, 상기 파일홈(90)은 다양한 크기의 파일을 수용하기에 충분한 임의의 길이 또는 길기를 가질 수 있다. 상기 파일홈(90)의 너비 및/또는 높이는 일반적으로 파일 이동((예를 들어, 횡 방향 및/또는 회전 방향)이 제한되거나 실질적으로 제거될 수 있도록 상기 파일 샤프트의 적어도 가장 넓고 및/또는 두꺼운 부분(예를 들어, 일반적으로 상기 파일의 근단부 부근)에 상응할 수 있다. 상기 파일홈(90)의 높이는 커버 부재(100)가 상부 표면(82)을 넘어 확장될 수 있는 파일의 하나 이상의 부분을 수용하기 위해 상응하는 공간(예를 들어, 파일홈)을 더 포함하는 경우에 상기 파일의 높이(예를 들어, 두께)보다 적을 수 있다는 것이 가능하다.
바람직하게는, 상기 고정기구(81)의 상부 표면(82) 및/또는 상기 파일홈(90)의 베이스는, 비록 필요하지 않을지라도, 일반적으로 편평할 수 있다. 상기 상부 표면(82), 파일홈(90)의 베이스 또는 이들 둘의 조합은 동일하거나 상이한 정도의 파일 테이퍼를 구비한 하나 이상의 파일을 수용하기 위해 다를 수 있는 것(예를 들어, 경사, 곡면, 등)으로 인지된다. 이와 같이, 상기 파일홈의 높이는 일정하게 유지될 수 있거나, 상기 상부 표면(82) 및/또는 파일홈(90)의 베이스가 다양한 파일 치수(예를 들어, 상기 파일의 파일 테이퍼, 높이, 두께, 및/또는 기타 등등)를 수용하기 위해 일반적으로 편평하게 유지되거나 변하는지의 여부에 따라 다를 수 있다. 바람직하게는, 상기 파일홈(90)은 일반적으로 파일 이동(예를 들어, 종 방향, 횡 방향, 방사 방향 또는 기타 등등)이 파일홈(90)의 하나 이상의 부분 내에서 제한되거나 실질적으로 제거될 수 있도록 상기 파일의 너비 및/또는 높이를 보완한다(예를 들어, 일단 상기 파일이 소정의 파일 경로 내의 목적하는 위치 및/또는 형상을 배향되는 경우).
또한 고정기구(80)는 하나 이상의 변위 부분(86), 하나 이상의 가이딩 부분(88), 또는 상기 소정의 파일 경로 및 파일홈(90)을 한정하는 이들 둘의 조합을 포함할 수 있다. 상기에서 토의된 바와 같이, 상기 변위 부분(86)은 일반적으로 파일축(26)으로부터 또는 파일축(26)을 향해 샤프트(22)를 배위시키도록 구성될 수 있는 반면, 상기 가이딩 부분(88)은 일반적으로 파일축(26)을 따라 샤프트(22) 및/또는 근단부(24)를 유지하기 위해 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정기구(80)는 복수의 파일홈(90)을 구비할 수 있으며, 상기 복수의 파일홈(90) 각각은 제1 쌍의 상응하는 변위 부분(92A 및 92B) 및 제2 쌍의 상응하는 변위 부분(94A 및 94B)을 구비한 하나 이상의 변위 부분(86)에 의해 한정될 수 있다. 상기 고정기구(80)는 각각의 파일홈(90)을 추가로 한정하기 위해 제1 쌍의 상응하는 가이딩 부분(96A 및 96B) 및 제2 쌍의 상응하는 가이딩 부분(98A 및 98B)을 구비한 하나 이상의 가이딩 부분(88)을 더 포함할 수 있다. 동시에, 상기 변위 부분(86) 및 가이딩 부분(88)은 파일홈(90), 및 통상적인 파일의 일부분을 소정의 비선형 형상(예를 들어, 일반적으로 S자 형상, C자 형상 또는 기타 형상과 같은 하나 이상의 곡선을 구비함)으로 수용하고 배향하기 위해 그 내부에 결정된 파일 경로를 한정하기 위해 배치될 수 있다.
상기 고정기구(80)는 베이스 부재(81)와의 결부(mating)되도록 구성된 커버 부재(100)를 더 포함할 수 있다. 상기 커버 부재(100)는 하부 표면(101), 상부 표면(102), 배면 벽부(103), 전면 벽부(104) 및 좌측 및 우측 벽부들(105)을 포함할 수 있다. 상기 베이스 부재(81)와 커버 부재(100)의 결부는 부착 특징에 의해 달성될 수 있다. 상기 부착 특징은 임의의 공지된 구조로, 그 내부에서 상기 파일의 이동을 제한하거나 실질적으로 제거하면서 일반적으로 파일홈(90) 내에 상기 파일을 유지하기 위해 커버 부재(100)를 베이스 부재(81)에 이동 가능하게 안착시킬 수 있다. 도 15a 내지 도 16c에 도시된 바와 같은 하나의 비제한적인 실시예에서, 상기 고정기구(80)는 돌기 부분들(104)을 구비한 부착 특징부(102)를 더 포함하며, 상기 부착 특징부(102)는 상응하는 개구 부분(106)에 의해 수용되어 일반적으로 폐쇄 위치에서 커버 부재(100)에 대비하여 베이스 부재(81)를 유지하도록 구성될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 하나 이상의 통상적인 파일이 하나 이상의 파일홈(90) 내에서 배향된 이후에 상기 커버 부재(100)는 상기 커버 부재(100)의 개구들(106)이 일반적으로 돌기 부분들(104)과 함께 배열되도록 베이스 부재(81) 상부에 배치될 수 있다. 이어, 상기 커버 부재(100)는 상기 베이스 부재(81)의 상부 표면(82)이 상기 커버 부재(100)의 하부 표면(101)에 근접하게 위치할 수 있도록 베이스 부재(81) 상에 내려놓을 수 있다. 비록 필요하지 않을지라도, 상기 상부 표면(82)의 적어도 일부분은 하부 표면(101)의 적어도 일부분과 접촉할 수 있고, 상부 표면(82)의 실질적인 부분은 하부 표면(101)의 실질적인 부분과 접촉할 수 있는 것으로 인지된다.
일단 상기 커버 부재(100)가 상기 부착 특징부에 의해 베이스 부재(81)에 부착되는 경우, 그 내부에 위치한 하나 이상의 파일(예를 들어, 하나 이상의 파일홈(90)을 구비한 파일들)은 일반적으로 상기 파일홈(90) 내에서 파일의 이동이 감소하거나 실질적으로 제거되도록 적소에 유지될 수 있다. 상기와 같이, 바람직하게는 상기 돌기 부분(104)은, 일단 상기 돌기 부분(104)이 개구(104)에 의해 수용되는 경우에 일반적으로 상기 개구(106) 내에서의 이동이 거의 없거나 실질적으로 이동이 없도록 개구(104)를 보완하기 위해 치수를 가질 수 있는 형상 및 크기(예를 들어, 일반적으로 원통형 또는 기타 등등)를 포함한다. 그 이후, 상기 고정기구(80)의 비선형 파일 경로를 따라 배향되도록 하나 이상의 파일홈(90) 내에 위치한 하나 이상의 통상적인 파일들은 후술된 바와 같은 열처리 공정에 적용하여, 하나 이상의 통상적인 파일을 형상 설정하여 하나 이상의 형상 설정된 비선형 파일들(예를 들어, 도 12a의 비선형 파일(20), 도 12b의 비선형 파일(108), 도 12c의 비선형 파일(110) 또는 기타 등등)을 형성할 수 있다.
임의적으로, 상기 고정기구(80)는 하나 이상의 조절 가능한 부재들(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 조절 가능한 부재들이 포함되는 경우에 이들 부재는 다양한 파일홈의 설계를 제공하기 위해 이동 가능하다(그리고 일시적으로 안착 가능함).
도 17에 도시된 바와 같이, 일반적으로 근관벽(125)으로 근관(124)(예를 들어, 치수 및/또는 신경 조직)을 둘러싸고 있는 상아질(122)을 포함하는 치아 부분(120)의 종 방향 단면도이 도시되어 있으며, 이때 상기 근관(124)은 형상 설정된 비선형 파일(126)을 포함하는 본 발명의 일 실시형태에 의해 제조된다(예를 들어, 세정되고 및/또는 형상화됨). 상기 근관(124) 의 제조(예를 들어, 세정 및/또는 형상화)는 치아(120)로부터 치수를 포함할 수 있는 감염 영역을 박테리아, 썩은 신경 조직 및 관련된 잔해와 함께 제거하기 위해 일반적으로 (비선형 파일(126)을 회전, 왕복, 수직으로 진동하거나, 이의 임의의 조합 등을 수행하면서) 근관(124)의 정점(128)을 향해 비선형 파일(126)을 진선(예를 들어, 추진)하는 작동 장치를 포함할 수 있다. 일단 근관(124)이 세정되면, 상기 근관(124)은 그 이후의 충진을 위한 보다 양호한 접근을 허용하도록 재형상화되고 및/또는 확대될 수 있다.
근관(124)의 감염된 영역 및 주변 영역의 제거 도중에 상기 비선형 파일(126)은 전형적으로 비선형 파일(126)의 일부분들이 치아 내에서 제거될 물질(예를 들어, 상아질, 치수, 신경 조직 및/또는 감염된 물질)과 접촉함에 따라 약간의 저항에 직면할 수 있는 것으로 인지된다. 이러한 파일 저항, 및 상기 비선형 파일의 사용 도중에 작동 장치에 의해 근관의 정점을 향해 가해지는 이러한 파일 저항 및 임의적으로는 임의의 하향력은 상기 비선형 파일을 확장(예를 들어, 일반적으로 적어도 하나의 오프셋 부분(130)의 증가), 붕괴(예를 들어, 일반적으로 적어도 하나의 오프셋 부분(130)의 감소)하거나 이에 대해 이들 둘의 조합을 수행하도록 할 수 있다. 상기 오프셋 부분(130)의 확장 및/또는 붕괴는 일반적으로 상기 근관(예를 들어, 상기 제거될 물질)과의 표면 접촉이 증가할 수 있도록 상기 파일축에 대해 횡 방향, 종 방향 또는 이들 둘의 조합으로 일어날 수 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 파일 저항이 일어남에 따라(예를 들어, 상아질 및/또는 근관벽과 접촉함에 따라) 하나 이상의 오프셋 부분은 상아질 제거가 치수 물질과의 접촉을 최대화하면서 최소화될 수 있으며, 그 결과 치수 물질의 제거를 최대화할 수 있도록 저항이 최대인 경로(예를 들어, 치수 물질을 향해)를 따라 변형될 수 있다.
도 18은 필적할 만한 통상적인 선형 파일(132)(예를 들어, 일반적으로 유사한 샤프트 길이, 두께 및 테이퍼)을 이용하여 세정 및/또는 형상화하는 도중의 도 17에 도시된 근관(124)의 유사한 종 방향 단면도를 나타낸다. 상기 선형 파일(132)의 선형 형상으로 인해 상기 근관 개구부(134)(예를 들어, 파일 세정 경로)는 일반적으로 상기 선형 파일(132)의 샤프트 의 직경과 일반적으로 등가인 직경을 갖도록 형성되는 것으로 여겨진다. 선형 파일(132A) 및 선형 파일(132B)은 이의 회전 도중에 선형 파일(132)의 다양한 위치를 보여준다. 상기 선형 파일(132A 및 132B)의 다양한 위치에서 나타낸 바와 같이, 일반적으로 도 18에 도시된 바와 같이 통상적인 선형 파일(132)의 회전 도중에 근관 개구부(134)(예를 들어, 파일 세정 경로)의 확대가 거의 없거나 실질적으로 없을 수 있다(예를 들어, 상기 근관 개구부(134)는 일반적으로 상기 선형 파일(132)의 샤프트의 직경과 실질적으로 유사한 직경을 갖도록 형성됨).
상기와 같이, 본 발명의 비선형 파일(126)은 근관강(124) 내에서 제거될 물질의 증가된 표면 접촉을 제공할 수 있으며, 그 결과 일반적으로 파일 테이퍼뿐만 아니라 동일한 파일 너비를 갖는 필적할 만한 통상적인 선형 파일과 비교해서 이의 세정 및/또는 형상화 도중에 물질의 제거를 증가시킬 수 있다.
도 19a는 도 17에 도시된 치아 제조의 다른 종 방향 단면을 나타내며, 상기 치아 제조는 근관(124) 내의 일반적으로 동일한 깊이에 있는 비선형 파일(126)의 1회 회전 도중에 다양한 위치를 통해 동일한 비선형 파일(126)을 포함한다. 도 19b는 도 19a에 도시된 치아 제조의 횡단면 A-A를 나타낸다. 도 19a 및 19B는 제1 위치 (예를 들어, 약 0° 및 약 360°의 회전각)에서의 비선형 파일(126A), 제2 위치(예를 들어, 약 90°의 회전각)에서의 비선형 파일(126B), 제3 위치(예를 들어, 약 180°의 회전각)에서의 비선형 파일(126C), 및 제4 위치(예를 들어, 약 270°의 회전각)에서의 비선형 파일(126D)을 포함한다.
상기 비선형 파일(126)은 상기 비선형 파일(126)의 샤프트의 직경(예를 들어, 너비)보다 큰 직경(D)(예를 들어, 너비)을 갖는 근관 개구부(136)를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 직경(D)은 근관 개구부(136)를 따라 상이한 깊이에서 동일하거나 상이할 수 있는 것으로 여겨진다. 전형적으로는, 상기 파일의 샤프트의 직경에 대한 근관 개구부(136)의 직경(D)을 참고하는 경우, 상기 직경 둘 모두는 상기 근관의 일반적으로 동일한 상대적인 깊이(예를 들어, 횡단면)로 나타낸다.
상기 비선형 파일(126)은 상기 비선형 파일(126)의 샤프트에 의해 생성된 근관 개구부의 직경(예를 들어, 너비)보다 적어도 약 10% 큰, 적어도 약 25% 큰, 적어도 약 50% 큰, 및 적어도 약 75% 큰 직경을 갖는 근관 개구부를 생성하도록 구성될 수 있다. 게다가, 상기 비선형 파일(126)은 상기 비선형 파일(126)의 샤프트에 의해 생성된 근관 개구부의 직경(예를 들어, 너비)보다 약 1,000% 미만으로 큰, 약 750% 미만으로 큰, 약 500% 미만으로 큰, 및 약 200% 미만으로 큰 직경을 갖는 근관 개구부를 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 비선형 파일(126)은 상기 비선형 파일(126)의 샤프트에 의해 생성된 근관 개구부의 직경(예를 들어, 너비)보다 약 10% 내지 약 1,000% 범위로 큰, 약 25% 내지 약 750% 범위로 큰, 약 50% 내지 약 500% 범위로 큰, 및 약 75% 내지 약 200% 범위로 큰 직경을 갖는 근관 개구부를 생성하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 비선형 파일(126)은 상기 비선형 파일(126)의 샤프트의 직경보다 약 100% 내지 약 1,000% 범위로 큰, 및 바람직하게는 약 200% 내지 약 500% 범위로 큰 직경을 갖는 근관 개구부를 생성하도록 구성될 수 있다. 상기 비선형 파일(126)은 상기 근관의 정점에 대한 작동 장치의 하향력, 상기 근관의 크기 및/또는 형상, 상기 파일의 강성, 상기 비선형 파일 오프셋의 크기 및/또는 형상 등, 및 이들의 조합에 따라 상기 비선형 파일(126)의 샤프트에 의해 생성된 근관 개구부의 직경(예를 들어, 너비)보다 1,000% 큰 직경(예를 들어, 너비)을 갖는 근관 개구부를 생성하도록 구성될 수 있는 것으로 인지된다. 하나의 구체적인 실시예에서, 도 19b에 도시된 바와 같이 개구부벽(137A)을 구비한 일반적인 타원 형상의 근관 개구부(136A)는 상기 비선형 파일(126)의 회전으로부터 형성될 수 있다. 상기에서 언급한 바와 같이, 상기 타원 형상의 근관 개구부의 형상은 일반적으로 근관(124)(예를 들어, 근관벽(138))의 형상 또는 기타 형상과 같은 다양한 매개변수에 의해 영향을 받을 수 있다. 상기 일반적인 타원 형상의 근관 개구부(132)는 종 방향 직경(예를 들어, 일반적으로 횡단면 A-A에 따른 직경) 및 횡 방향 직경을 가질 수 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 종 방향 직경(예를 들어, 비선형 파일(126C)에서 비선형 파일(126A)까지의 직경)은 상기 비선형 파일(126)의 샤프트의 직경보다 적어도 약 200%(예를 들어, 적어도 약 300%) 큰 직경을 가질 수 있고, 상기 횡 방향 직경(예를 들어, 비선형 파일(126D)에서 비선형 파일(126B)까지의 직경)은 상기 비선형 파일(126)의 샤프트의 직경보다 적어도 약 100%(예를 들어, 적어도 약 200%) 큰 직경을 가질 수 있다.
상기 비선형 파일은 통상적인 선형 파일(예를 들어, 비선형 파일(126)의 일반적으로 유사한 샤프트 길이, 두께 및 테이퍼를 갖는 선형 파일)에 의해 형성된 근관 개구부의 직경보다 적어도 약 10%(예를 들어, 0.1배) 큰, 적어도 약 25% 큰, 적어도 약 50% 큰, 및 적어도 약 75% 큰 직경을 갖는 근관 개구부를 형성하도록 구성될 수 있다. 게다가, 상기 비선형 파일은 통상적인 선형 파일(예를 들어, 비선형 파일(126)의 일반적으로 유사한 샤프트 길이, 두께 및 테이퍼를 갖는 선형 파일)에 의해 형성된 근관 개구부의 직경보다 약 1,000%(예를 들어, 10배) 미만으로 큰, 약 750% 미만으로 큰, 약 500% 미만으로 큰, 및 약 200% 미만으로 큰 직경을 갖는 근관 개구부를 형성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 비선형 파일은 통상적인 선형 파일(예를 들어, 비선형 파일(126)의 일반적으로 유사한 샤프트 길이, 두께 및 테이퍼를 갖는 선형 파일)에 의해 형성된 근관 개구부의 직경보다 약 10% 내지 약 1,000% 범위로 큰, 약 25% 내지 약 750% 범위로 큰, 약 50% 내지 약 500% 범위로 큰, 및 약 75% 내지 약 200% 범위로 큰 직경을 갖는 근관 개구부를 형성하도록 구성될 수 있다. 도 18 및 도 19b의 근관(124)에 도시된 바와 같이 근관의 세정 및/또는 형상화를 비교하기 위한 하나의 구체적인 실시예에서, 본 발명의 비선형 파일(126)은 상기 통상적인 선형 파일(예를 들어, 비선형 파일(126)의 일반적으로 유사한 샤프트 길이, 두께 및 테이퍼를 갖는 선형 파일)에 의해 형성된 근관 개구부(134)의 직경(P)보다 클 수 있는 직경(D)을 갖는 근관 개구부(136)가 형성되도록 상기 근관(124)과의 증가된 표면 접촉을 제공하도록 구성될 수 있는 것으로 인지된다.
다른 실시형태에서, 상기 비선형 파일에 대한 설계 및 물질은 근관의 천연의 기하학 구조와 적어도 동일한 근관 형상에 맞도록 구성될 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 적어도 2개의 상이한 수평면(예를 들어, 3차원(3D) 공간)에서 파일축으로부터 확장하는 비선형 파일(예를 들어, 치과용 파일), 및 이의 형성 방법을 포함할 수 있다. 도 20은 중앙 파일축(146)을 따라 일반적으로 확장하고 끝단부(148), 근단부(144) 및 그 사이의 작동 부분을 구비한 가늘고 긴 비선형 샤프트 부분(142)을 포함할 수 있는 비선형 파일(140)(예를 들어, 코르크 마개 유사 형상 또는 기타 등등)을 나타낸다. 상기 근단부(144)는 손잡이(미도시)에 안착될 수 있거나, 핸드피스(예를 들어, 회전 장치)에 대한 부착을 위한 부착 말단(147)을 포함할 수 있다. 상기에서 토의된 동면(예를 들어, 2차원)의 비선형 파일과 유사하게, 상기 3차원(예를 들어, 3D) 비선형 파일(140)은 상이한 샤프트 길이, 너비 및/또는 파일 테이퍼를 갖는 소정의 다양한 비선형 형상으로 형성될 수 있다.
유리하게도, 상기 샤프트(142)는 상기 샤프트(142)의 적어도 일부분을 구비하는 적어도 하나의 오프셋 부분(150)을 포함할 수 있으며, 상기 샤프트(142)의 적어도 일부분은 적어도 2개의 상이한 수평면을 따라 파일축(146)으로부터 변위되어 일반적인 비선형(예를 들어, 3D) 파일(140)을 형성한다. 상기 오프셋 부분(150)은 상기 파일축(146)에 대비하여 오프셋 부분(150)을 따라 상기 샤프트(142)의 최외각 부분일 수 있는 크레스트(152)를 포함할 수 있다. 상기 파일축(146)에서 크레스트(152)(예를 들어, 크레스트(152)의 내부 에지(156))까지의 거리(예를 들어, 횡 방향 거리)는 크레스트 변위 거리(154)(예를 들어, 오프셋 부분(150)의 최대 변위 거리)에 의해 한정될 수 있다.
상기 샤프트(142)는 굴곡부, 곡선 및/또는 형상을 갖는 단일 오프셋 부분(150)을 형성하기 위해 상기 파일축(146)으로부터 멀어지게 (및 임의적으로는 파일축(146)으로 다시) 확장할 수 있는 것으로 인지된다. 게다가, 상기 샤프트(142)는 비선형 파일들(20, 108 및 110)과 유사한 복수의 굴곡부 및/또는 곡선을 구비한 복수의 오프셋 부분(150)을 형성하기 위해 파일축(146)으로부터 멀어지게 그리고 다시 파일축(146)으로 수회 확장할 수 있다. 상기 오프셋 부분(들)(150)은 상기 샤프트(142)의 임의의 부분들 사이(예를 들어, 일반적으로는 근단부(144)와 끝단부(148) 사이)로 확장할 수 있다. 바람직하게는, 상기 샤프트(142)는 도 20에 도시된 바와 같이 일반적으로 연속된 오프셋 부분(150A)을 포함할 수 있다. 이러한 구체적인 실시형태에서, 상기 샤프트(142)의 연속 오프셋 부분(150A)은 끝단부(148)의 샤프트 위치(156)로부터 확장할 수 있다. 상기 샤프트(142)의 연속 오프셋 부분(150A)이 변위된 파일 경로를 따라 상기 파일축(146)으로부터 멀어지게 확장함에 따라 연속 변위 거리(158)는 상기 샤프트(142)(예를 들어, 샤프트(142)의 내부 에지)가 파일축(146)으로부터 변위되는 거리를 한정하도록 제공될 수 있다. 상기 샤프트(142)의 오프셋 부분(150A)은 파일축(146)으로부터 (예를 들어, 상기 변위된 파일 경로를 따라) 연속적으로 변위될 수 되어(예를 들어, 일반적으로 방상 변위 방식으로), 그 결과 일반적으로 나선 유사 형상을 한정할 수 있다.
상기 샤프트(142)의 오프셋 부분(150)은 약 0.0㎜ 초과, 바람직하게는 약 0.05㎜ 초과, 및 더욱 바람직하게는 0.5㎜ 초과의 양으로 파일축(146)(예를 들어, 변위 거리(158))으로부터 변위될 수 있는 것으로 인지된다. 게다가, 상기 샤프트(142)의 오프셋 부분(150)은 약 7㎜ 미만, 바람직하게는 약 6㎜ 미만, 및 더욱 바람직하게는 약 5㎜ 미만의 양으로 파일축(146)으로부터 변위될 수 있는 것으로 인지된다. 예를 들어, 상기 샤프트(142)의 오프셋 부분(150)은 0.0㎜ 초과 내지 약 7㎜ 범위, 바람직하게는 약 0.05㎜ 내지 약 6㎜ 범위, 및 더욱 바람직하게는 약 0.5㎜ 내지 약 5㎜ 범위의 양으로 상기 파일축(146)으로부터 변위될 수 있다.
상기 샤프트(142)(예를 들어, 상기 근단부와 끝단부 사이의 샤프트의 하나 이상의 종 방향 부분을 따라)의 적어도 약 10%, 바람직하게는 적어도 약 25% 및 더욱 바람직하게는 적어도 약 50%는 상기 파일축(146)으로부터 방사 방향으로 연속 변위될 수 있는 것으로 추가로 인지된다. 게다가, 상기 샤프트(142)(예를 들어, 상기 근단부와 끝단부 사이의 샤프트의 하나 이상의 종 방향 부분을 따라)의 약 100% 미만, 바람직하게는 약 95% 미만, 및 더욱 바람직하게는 약 90% 미만은 상기 파일축(146)으로부터 방사 방향으로 연속 변위될 수 있는 것으로 인지된다.
도 20에 도시된 바와 같은 이러한 구체적인 실시예에서, 나선형 형상의 비-선형 파일(10)은 연속 오프셋 부분(150A)을 포함한다. 바람직하게는, 상기 연속 오프셋 부분(150A)은 상기 연속 오프셋 부분(150A)이 끝단부(148)를 향해 확장함에 따라 증가하는 변위 거리(158)를 갖는다. 상기 연속 오프셋 부분(158A)이 포함되는 경우, 이는 샤프트 위치(194)에 있는 파일축(146)으로부터 확장하고, 상기 샤프트(142)의 잔류 부분을 따라 상기 끝단부(148)까지 계속 변위되어, 그 내부에 이격 부분(159)을 형성하며, 이때 상기 이격 부분(159)은 상기 파일축(146)을 따라 확장한다.
본원에서 토의된 바와 같은 확장형 및/또는 붕괴형 설계를 갖는 본 발명의 다른 실시형태에서, 일반적으로 플루팅된 파일은 상기 비선형 파일을 비선형-형상으로 둘러쌈으로써(예를 들어, 선회함으로써) 형성되며, 그 결과 상기에서 나타낸 바와 같은 2차원 굴곡부 대신에 3차원 굴곡부를 초래한다.
본 발명은 적어도 2개의 수평면(예를 들어, 3차원 공간을 구비함) 둘레로 확장하는 비선형의 형상화된 파일을 형성하기 위한 고정기구를 포함할 수 있다. 하나의 구체적인 실시예에서 나타낸 바와 같이, 도 21 내지 도 23은 통상적인 파일(예를 들어, 일반적인 선형 파일)을 수용하기 위한 소정의 비선형 파일 경로를 한정하는 제1 단부(164), 제2 단부(166), 외부 표면(168) 및 파일홈(170)을 구비한 내부 부재(162)를 포함할 수 있는 고정기구(160)를 제공한다. 상기 내부 부재(162)는 일반적으로 원통 형상의 부재 이거나 기타 형상의 부재일 수 있다. 상기 내부 부재(162)는 일반적으로 고정기구 축(163)을 따라서 확장한다. 바람직하게는, 일단 상기 샤프트(142)가 내부 부재(162)에 의해 수용되면, 비록 필요하지 않을지라도, 상기 파일축(163)은 샤프트 축(146)을 따라 확장할 수 있거나, 적어도 일반적으로는 상기 샤프트 축(146)과 평행할 수 있다. 일반적으로, 상기 내부 부재(162)는 상기 외부 표면(168)을 따라 함입형 골짜기로서 그 내부에 형성된 파일홈(170)을 수용할 수 있는 두께(예를 들어, 너비 및/또는 직경)를 갖기에 충분한 크기를 가질 수 있다. 상기 파일홈(170)의 함입형 골짜기는 측벽부들(172), 및 상기 측벽부들(172)의 바닥부에서 그 사이로 확장하는 베이스 표면(174)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 내부 부재(162)(예를 들어, 일반적으로는 파일홈(170)을 포함함)의 두께(예를 들어, 직경)은 상기 비선형 파일(140)의 샤프트(142)의 두께(예를 들어, 너비 및/또는 직경)보다 클 수 있다. 상기 내부 부재(162)의 증가된 두께는 상기 내부 부재(142)의 파일홈(170) 내부에 위치한 샤프트(142)의 하나 이상의 부분을 변위시키기 위한 하나 이상의 변위 부분을 제공하면서 상기 샤프트(142)를 수용하기에 충분한 크기를 갖는 파일홈(170)의 형성을 가능케 한다.
그러나 상기 파일홈(170)은 상기 내부 부재(162)의 임의의 부분으로 따라(예를 들어, 일반적으로 종 방향) 확장할 수 있고, 바람직하게는 상기 파일홈(170)은, 비록 필요하지 않을지라도, 상기 외부 표면(168)을 따라 상기 내부 부재(162)의 제1 단부(164)에서 제2 단부(166)까지 확장할 수 있다. 더욱 구체적으로는, 도 22A 및 도 22B에 도시된 바와 같이, 상기 파일홈(170)은 통상적인 파일을 수용하기 위한 제1 단부(164)에 제1 개구부(176)를 더 포함할 수 있고, 그 내부를 통해 내부 부재(162) 둘레로 확장하여 상기 제2 단부(166)에 있는 제2 개구부(178)까지 확장할 수 있다. 제1 및 제2 단부(164 및 166) 중 적어도 하나를 통해 확장하는 파일홈(170)을 구비하는 것이 손잡이 부분(미도시), 부착 말단(147), 끝단부(148) 또는 기타 부분을 수용하는데 있어서 바람직할 수 있으며, 이들은 상기 고정기구(160)의 외부에 위치하거나 부분적으로 외부에 위치할 수 있다. 상기 파일홈(170)은 상기 파일홈(170)의 어떠한 말단도 제1 및 제2 단부(164 및 166)를 통해 확장하지 못하도록 외부 표면(168) 내부에서 전적으로 확장할 수 있는 것으로 인지된다. 이러한 경우, 상기 파일홈(170)은 손잡이 부분, 부착 말단 또는 기타 부분을 수용하기에 충분한 공간을 갖는 부분을 더 포함할 수 있다.
게다가, 상기 파일홈(170)은 일반적으로 다양한 크기의 파일을 수용하기에 충분한 임의의 크기 또는 길이를 갖도록 치수를 가질 수 있다. 상기 파일홈(170)의 너비 및/또는 높이는 파일홈(170)에 의해 수용될 파일 샤프트의 상응하는 부분을 보완할 수 있는 것으로 인지된다. 바람직하게는, 상기 파일홈의 너비 및/또는 높이는 일단 통상적인 파일이 파일홈(170) 내부에 위치하는 경우에 파일 이동이 제한되거나 실질적으로 제거될 수 있도록 적어도 파일 샤프트의 가장 넓고 및/또는 가장 두꺼운 부분(예를 들어, 일반적으로 상기 파일의 근단부 부위)에 상응한다. 상기 파일홈(170)의 높이는 커버 부재가 외부 표면(168) 상부로 확장할 수 있는 파일의 하나 이상의 부분을 수용하기 위해 상응하는 파일홈(미도시)과 같은 상응하는 공간을 구비하도록 포함되는 경우에 상기 파일의 높이(예를 들어, 두께)보다 적을 수 있다는 것이 가능하다.
상기 파일홈(170)의 높이는, 비록 필요하지 않을지라도, 상기 파일홈(170)의 길이 전방에 걸쳐 일반적으로 일정할 수 있다. 그러나 상기 파일홈(170)의 높이는 다양한 파일 치수(예를 들어, 상기 파일의 파일 테이퍼, 높이, 두께 및/또는 기타 등등)를 수용하기 위해 변할 수 있는 것(예를 들어, 상기 베이스(174) 및/또는 외부 표면(168)은 기울고, 휘고, 및/또는 구부러질 수 있음)으로 인지된다. 바람직하게는, 상기 파일홈(170)은 일반적으로 파일 이동(예를 들어, 종 방향, 횡 방향, 방사 방향 또는 기타 등등)이 상기 파일홈(170)의 하나 이상의 부분 내에서 제한되거나 실질적으로 제거될 수 있도록 상기 파일 치수(예를 들어, 너비 및/또는 높이)를 보완한다(예를 들어, 일단 상기 파일이 상기 파일홈(170)의 소정의 파일 경로 내에서 배향되고 목적하는 위치 및/또는 형상 내로 배향되는 경우). 예를 들어, 도 22A 및 도 22B에 도시된 바와 같이, 상기 파일홈(170)의 높이는 제1 단부(164)에서 제2 단부(166)까지 다를 수 있으며, 이때 상기 제1 단부(164)는 (일반적으로 보다 작은 파일 너비를 갖는 비선형 파일(140)의 끝단부(148)를 수용하기 위해) 보다 작은 파일홈 높이를 갖는 제2 단부(166)보다 (일반적으로 보다 큰 파일 너비를 갖는 비선형 파일(140)의 끝단부(144)를 수용하기 위해) 보다 큰 파일홈 높이를 갖는다. 상기 파일홈(170)의 높이는 일반적으로 변위 거리(158) 또는 크레스트 변위 거리에 대해 역관계가 있을 수 있는 것으로 인지된다. 상기와 같이, 상기 근단부(144) 주변의 샤프트(142)의 연속 오프셋 부분(150)은 보다 큰 변위 거리를 갖는 끝단부(148) 주변의 샤프트(142)의 연속 오프셋 부분(150)에 대비하여 보다 작은 변위 거리를 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 파일홈(170)의 높이는, 비록 필요하지 않을지라도, 일반적으로는 상기 파일의 상부 부분(예를 들어, 홈 측벽부들(172)의 상부 부분들 사이로 일반적으로 확장하는 상기 파일의 상부)이 일반적으로 상기 내부 부재(162)의 상부 표면(168)으로 플러시(flush) 될 수 있도록 통상적인 파일의 파일 테이퍼를 수용하기 위해 상기 제1 단부(164)에서 제2 단부(166)까지 감소한다. 그러나 상기 파일의 높이는 상기 파일홈(170)의 상부 상으로 확장하거나 하부로 확장할 수 있는 것으로 인지된다.
또한 상기 내부 부재(162)는 하나 이상의 변위 부분(180), 하나 이상의 가이딩 부분(182), 또는 상기 소정의 비선형 파일 경로 및 파일홈(170)을 한정하는 이들 둘의 조합을 포함할 수 있다. 상기에서 토의된 바와 같이, 상기 변위 부분(180)은 일반적으로 파일축(146)으로부터 멀어져서 또는 파일축(146)을 향해 배위되도록 구성되는 반면, 상기 가이딩 부분(182)은 일반적으로 상기 파일축(146)을 따라 샤프트(142) 및/또는 근단부(144)를 유지하도록 구성될 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이, 상기 파일홈(170)이 원통 형상의 내부 부재(162) 둘레로 감김(winding) 유사(예를 들어, 나선상) 방식으로 확장할 수 있도록 상기 외부 표면(168)을 따라 함입형 골짜기로서 형성될 수 있다. 상기 파일홈(170)은 상기 내부 부재(162) 둘레에 부분적으로 감길 수 있거나, 내부 부재(162) 둘레에 1회 이상 감길 수 있다. 도 21 내지 도 22B에 도시된 바와 같이, 상기 파일홈(170)은 하나의 완전한 나선형(예를 들어, 상기 내부 부재(162)의 제1 단부(164)에서 중간 부분(184)까지)을 따라 확장할 수 있으며, 부분 나선상(예를 들어, 상기 중간 부분(184)에서 제2 단부(166)까지)을 따라 내부 부재(162) 주변으로 계속 확장할 수 있다. 상기 내부 부재(162)는 또한 상기 파일홈(170)의 베이스(174)와 상기 고정기구 축(163) (및/또는 동일 선상에 있는 경우에 고정기구 축(146)) 사이의 거리에 의해 한정될 수 있는 고정기구 변위 거리(186)를 가질 수 있다. 상기 변위 거리(158)와 유사하게, 상기 고정기구 변위 거리(186)는 상기 파일축(146)으로부터 변위될 수 있는 샤프트(142)의 하나 이상의 부분을 한정한다. 더욱 구체적으로는, 도 21 내지 도 22B에 도시된 바와 같은 하나의 구체적인 비제한적인 실시예에서, 상기 내부 부재(162)는 일반적으로 상기 제1 단부(164)에 인접한 내부 부재(162)의 제1 부분(190)으로부터 상기 내부 부재(162)의 제2 단부(166)까지 확장하는 연속(예를 들어, 가변형) 고정기구 변위 거리(186)를 포함할 수 있다. 상기 고정기구 변위 거리(186)를 갖는 내부 부재(162)는 상기 파일축(146)을 따라 일반적으로 종 방향으로 확장하는 개구부(192)를 구비한 비선형 파일(140)을 초래할 수 있다. 상기 얻어진 개구부(192)는 일반적으로 샤프트 위치(194)에서 상기 샤프트(142) 의 말단(예를 들어, 끝단부(148))까지 확장하는 것으로 인지된다. 그러나 본 발명은 단일 및/또는 연속 오프셋 부분(150)에 제한되지 않을 수 있으며, 상기 샤프트(142)가 본원에서 토의된 바와 같이 1회 이상 파일축(146)으로부터 변위된 후 다시 되돌아 갈 수 있도록 복수의 오프셋 부분(150)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 변위 부분(180) 및 가이딩 부분(182)은 파일홈(170), 및 통상적인 파일의 일부분을 소정의 비선형 형상(예를 들어, 일반적인 나선 형상, 코르크 마개 형상 또는 기타 형상과 같은 하나 이상의 곡선을 구비함)으로 수용하고 배향하기 위해 그 내부에 결정된 파일 경로를 한정하기 위해 배치될 수 있다.
상기 고정기구(160)는 내부 부재(162)와 결부되도록 구성된 커버 부재(200)를 더 포함할 수 있다. 상기 커버 부재(200)는 내부 표면(202) 및 외부 표면(204)을 포함할 수 있으며, 상기 내부 표면(202) 및 외부 표면(204) 각각은 일반적으로 제1 단부(206)와 제2 단부(208) 사이로 확장한다. 일반적으로, 상기 커버 부재(200)는 상기 내부 부재(162)와 결부되도록 구성되어, 상기 파일홈(170)을 적어도 부분적으로 봉입하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 커버 부재(200)의 내부 표면(102)은 파일홈(170)의 일 말단 또는 양 말단(예를 들어, 상기 내부 부재(162)의 제1 및/또는 제2 단부(164 및 166))에 개구부 및/또는 관통 구멍을 제공하여 그 내부로 상기 샤프트(142)가 통과할 수 있도록 하면서 상기 파일홈(170)을 실질적으로 또는 완전히 봉입한다. 게다가, 상기 내부 표면(202)은 상기 내부 부재(162)의 외부 표면(168)과 결부(예를 들어, 상응 또는 보완)하도록 구성될 수 있는 것으로 인지된다. 도 21 및 도 23에 도시된 바와 같이, 상기 커버 부재(200)는 상기 내부 표면(202)에 의해 한정되는 일반적인 원통형 관통 구멍(210)을 포함할 수 있다. 상기 원통형 관통 구멍(210)은 도 21에 도시된 바와 같이 상기 내부 부재(162), 및 그 내부로 확장되는 샤프트(142)를 수용하기에 충분한 공간을 가질 수 있다. 전형적으로는, 상기 내부 부재(162)의 외부 표면(168)과 상기 커버 부재(200)의 내부 표면(204) 사이의 간격은 상기 샤프트(142)가 일반적으로 소정의 비선형 파일 경로를 따라 유지될 수 있도록 상기 파일홈(170) 내의 샤프트(142)의 적어도 일부분을 실질적으로 유지하기 위해 최소화될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 내부 부재(162)의 외부 표면(168)과 상기 커버 부재(200)의 내부 표면(204) 사이의 간격은 상기 파일홈(170) 내에서 샤프트(142)의 이동(예를 들어, 방사 방향)을 감소시키거나 실질적으로 방지하기 위해 최소화될 수 있다. 상기 커버 부재(200)의 외부 형상은 또한 원통형 형상일 수 있다. 그러나 상기 커버 부재(200)의 임의의 형상 및/또는 크기가 고려된다.
상기 내부 부재(162)와 커버 부재(200)의 결부는 당해 기술분야에 공지된 임의의 부착 수단에 의해 달성될 수 있다. 상기 부착 수단은 마찰에 의해 압입되거나 임의의 기타 부착 수단에 의해 압입될 수 있다. 상기 부착 수단은 일반적으로 상기 샤프트(142)를 파일홈(170) 내에서 유지하기 위해 커버 부재(200)를 내부 부재(162)에 이동 가능하게 안착시킬 수 있는 임의의 공지된 구조 일 수 있다. 임의적으로, 이는 그 내부에서의 샤프트(142)의 이동을 또한 제한하거나 실질적으로 제거하면서 달성될 수 있다. 그 이후, 상기 고정기구(160)의 비선형 파일 경로를 따라 배향되도록 상기 파일홈(170) 내부에 위치한 파일(예를 들어, 샤프트(142))은 후술한 바와 같은 열처리 공저에 적용하여, 통상적인 파일을 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일(예를 들어, 3차원 나선 형상의 파일(140) 또는 기타 형상의 파일)을 형성할 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같은 비선형 파일(140)을 형성하는 하나의 구체적인 실시예에서, 상기 방법은 내부 부재(예를 들어, 나선형 핀) 둘레를 나선형의 플루팅된 파일(예를 들어, 니켈 티탄 파일)로 둘러싸는 단계를 포함할 수 있다.
상기 플루팅된 파일을 포함하는 내부 부재가 상기 커버 부재의 개구부를 통해 삽입될 수 있도록 상기 플루팅된 파일을 포함하는 상기 내부 부재 상에 커버 부재(예를 들어, 튜브 커버)를 배치하여, 상기 플루팅된 파일을 나선 형상의 구성으로 유지한다. 임의적으로, 상기 커버 부재는 상기 플루팅된 파일을 고정기구(예를 들어, 파일홈) 내로 삽입하기 이전에 상기 내부 부재 상에 배치될 수 있다. 상기 플루팅된 파일이 상기 내부 부재 주변에서 나선 형상의 구성으로 형상 설정되도록 상기 플루팅된 파일을 포함하는 고정기구 조립체를 가열 장치(예를 들어, 오븐) 내에서 가열한다.
상기에서 토의된 바와 같이, 형상 설정된 치과 기구를 제조하는 공정은 통상적인 파일(예를 들어, 플루팅된 NiTi 선형 파일)을 굽힘 고정기구 내에 배치하여 통상적인 파일을 소정의 형상(예를 들어, 비선형 형상)으로 배향시키는 단계, 및 그 이후에 상기 굽힘 고정기구를 형상 설정 열처리(하기에서 토의됨) 함으로써 상기 통상적인 파일을 형상 설정하여 상기 소정의 형상에 상응하는 형상 설정된 비선형 파일을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 굴곡부(예를 들어, 오프셋 부분)의 개수 및/또는 상기 굴곡부의 위치는 본원에 개시된 구성 이외에 복수의 구성으로부터 선택될 수 있다. 상기 고정기구의 설계 및/또는 상기 파일을 형상 설정하는 공정은 비선형 파일을 형성하기 위한 다양한 구성, 및/또는 본원에 개시된 유형 및 설계를 갖는 비선형 파일들의 대량 생산 등으로부터 생산될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 내부 부재의 설계는 보다 크거나 작은 직경, 전체 테이퍼 정도(파일 테이퍼와는 상이함)를 구비한 나선형 또는 기타 형상, 대략 나선형 또는 기타 형상을 형성하기 위해 복수의 구성으로 변경될 수 있다.
일반적으로, 형상 설정된 비선형 파일을 형성하는 방법은 1) 파일축을 구비한 통상적인 파일(예를 들어, 선형 파일)을 제공하는 단계; 2) 정의 비선형 파일 경로(예를 들어, 2D, 3D 또는 기타 등등)를 구비한 고정기구를 제공하는 단계; 3) 상기 통상적인 파일의 제1 부분(예를 들어,상기 파일의 샤프트)이 제1 수평면 내부에서 상기 파일축으로부터 변위될 수 있도록 상기 통상적인 파일을 상기 고정기구 내로 삽입하는 단계(예를 들어, 2차원 비선형 파일을 형성하기 위함); 4) 상기 제1 수평면과는 상이한 제2 수평면을 구비한 파일축으로부터 상기 통상적인 파일의 제2 부분을 임의적으로 배위시키는 단계(예를 들어, 3차원 비선형 파일을 형성하기 위함); 및 5) 상기 비선형 파일을 열처리하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 열처리 공정은 초탄성 파일을 적어도 약 300℃, 바람직하게는 적어도 약 350℃, 및 더욱 바람직하게는 적어도 약 450℃의 온도까지 가열하는 단계를 포함할 수 있는 것으로 인지된다. 게다가, 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 열처리 공정은 초탄성 파일을 약 600℃ 미만, 바람직하게는 약 550℃ 미만, 및 가장 바람직하게는 500℃ 미만의 온도까지 가열하는 단계를 포함할 수 있는 것으로 인지된다. 예를 들어, 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 열처리 공정은 초탄성 파일을 약 300℃ 내지 약 650℃ 범위, 바람직하게는 약 350℃ 내지 약 600℃ 범위, 및 더욱 바람직하게는 약 450℃ 내지 약 550℃ 범위의 온도까지 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 열처리 공정은 상기 초탄성 파일을 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 초탄성 파일을 적어도 약 1분, 바람직하게는 적어도 약 3분, 및 더욱 바람직하게는 적어도 약 5분의 기간 동안 소정의 온도까지 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 게다가, 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 열처리 공정은 약 45분 미만, 바람직하게는 약 30분 미만, 및 더욱 바람직하게는 약 20분 미만의 기간 동안 소정의 온도까지 가열하는 단계를 포함할 수 있는 것으로 인지된다. 예를 들어, 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위한 열처리 공정은 초탄성 파일을 약 1분 내지 약 45분 범위, 바람직하게는 약 3분 내지 약 30분 범위, 및 더욱 바람직하게는 약 5분 내지 약 20분 범위의 기간 동안 소정의 온도까지 가열하는 단계를 포함할 수 있다
상기 열처리 공정을 위한 형상 설정된 매개변수는 약 1분 내지 약 45분(예를 들어, 약 1분 내지 약 30분) 등의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 600℃(예를 들어, 약 400℃ 내지 약 550℃) 범위 등의 온도까지 상기 물질(예를 들어, 니켈 티탄 또는 기타 등등)을 가열하는 단계를 포함할 수 있다. 파일을 형상 설정하기 위한 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 가열 장치(예를 들어, 오븐) 내에서의 전형적인 형상 설정 온도 및 시간은 10분(±5분) 동안의 약 500℃(±50℃)일 수 있으며, 이는 상기 파일이 상이한 영구 형상(예를 들어, 비선형 형상)을 갖도록 한다.
형상 설정 열처리 이후, 상기 비선형 파일은 냉각될 수 있도록 한다. 상기 냉각 단계는 상기 가열 장치의 온도를 점진적으로 낮추고, 직접 또는 고정기구 내에 있는 동안에 상기 비선형 파일을 켄칭(quenching) 및/또는 공냉시키는 단계를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 일단 상기 형상 설정 열처리가 가열 장치 내에서 완료되면, 상기 고정기구는 상기 가열 장치로부터 제거되어, 공냉시키게 된다. 그 이후, 일단 상기 고정기구가 냉각되면, 상기 파일은 상기 고정기구로부터 제거하여, 영구적으로 새로운 비선형 기하학 구조로 형상 설정될 수 있는 형상 설정된 비선형 파일을 형성할 수 있다.
본원에서 고려되는 상기 형상 설정된 치내요법용 파일(예를 들어, 회전 파일)은 근관 과정 도중에 세정되고 형상화됨에 따라 상기 근관과의 최대 표면 접촉을 확보하기 위해 상기 파일 샤프트의 길이를 따라 하나 이상의 굴곡부를 포함할 수 있다. 치아 구조 내의 근관들은 단면 구조에서 일정하지 않는 것으로 널리 공지되어 있다. 대부분의 근관은 기하학 구조가 불규칙하며, 타원형, 리본형, 가늘고 긴 형태, 좁은 형태 등을 포함한 다양한 단면 기하학 구조를 가질 수 있다. 통상적인 파일(예를 들어, 선형 파일)에 있어서, 상기 파일의 단면은 일반적으로 기하학 구조에서 원형이며, 따라서 전형적으로는 상기 근관의 모든 벽부들이 세정되고 형상화된다는 것을 확실케 하기 위해 상기 근관의 상아질을 더욱 많이 제거하거나, 상기 파일이 소형이거나 근관의 기하학 구조가 너무 커서 이를 세정하기 위해 통상적인 파일을 허용할 없기 때문에 상기 근관의 상아질을 더욱 적게 제거할 것이다. 형상 설정된 비선형 파일을 구비함으로써, 상기 파일은 표면 접촉을 최대화함으로써 확장하도록 구성될 수 있으며(예를 들어, 회전 도중에 비선형 파일의 전체 둘레를 증가시킴), 상기 근관의 벽부들은 이들이 형상화된 파일의 곡선보다 좁은 경우에 세정되거나 붕괴하여 표면 접촉을 감소시킬 수 있다(예를 들어, 회전 도중에 비선형 파일의 전체 둘레를 감소시킴). 회전, 왕복, 수직 진동 또는 기타 이들의 조합 도중의 상기 비선형 파일의 전체 둘레는 상기 근관 내의 파일의 특정 깊이에 대해 이의 회전 도중의 비선형 파일에 의해 형성된 개구부의 둘레의 거리로서 정의될 수 있다. 상기 비선형 파일의 확장 및/또는 붕괴는 상기 근관의 다양한 깊이(예를 들어, 종 방향)를 따라 방사 방향을 변하는 상기 근관벽(138)(예를 들어, 상아질/치수 계면)의 기하학 구조에 반응하여 나타날 수 있는 것으로 인지된다. 예를 들어, 도 19a 및 도19B에 도시된 바와 같이, 개구부벽(137A)을 구비한 근관 개구부(136A)는 회전, 왕복, 수직 진동 또는 기타 이들의 조합 도중에 단면 A-A로 표시된 깊이로 비선형 파일(126)을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 개구부벽(137A) 둘레의 거리는 단면 A-A에서 상기 비선형 파일의 깊이에 대비하여 상기 근관 개구부(136A)의 전체 둘레를 한정한다. 더욱 구체적으로는, 상기 근관 개구부(136)는 회전, 왕복, 수직 진동 또는 기타 이들의 조합 도중에 상기 비선형 파일에 의해 생성된 구멍/개구부를 한정하며, 상기 개구부벽(137)은 상기 물질(예를 들어, 상아질, 치수 또는 기타 등등)/구멍 계면을 한정한다.
일반적으로, 상기 비선형 파일의 확장 도중에 적어도 하나의 오프셋 부분(예를 들어, 곡선 부분)의 진폭(예를 들어, 변위 거리)은 증가하여(예를 들어, 상기 변위 거리를 증가시킴) 상기 비선형 파일의 회전 도중에 형성된 전체 둘레를 일반적으로 증가시킬 수 있다. 상기 비선형 파일의 회전 도중에 형성된 전체 둘레를 증가시킴으로써 보다 큰 근관 개구부가 형성될 수 있도록 상기 근관과의 표면 접촉을 증가시킬 수 있는 것으로 인지된다. 일반적으로, 상기 비선형 파일의 회전 도중에 적어도 하나의 곡선 부분의 진폭은 증가하여 (예를 들어, 상기 변위 거리를 감소시킴) 상기 비선형 파일의 회전 도중에 형성된 전체 둘레를 일반적으로 감소시킬 수 있다. 상기 비선형 파일의 회전 도중에 형성된 전체 둘레를 감소시킴으로써 보다 작은 근관 개구부가 형성될 수 있도록 상기 근관과의 표면 접촉을 감소시킬 수 있는 것으로 인지된다. 바람직하게는, 상기 비선형 파일의 하나 이상의 부분은 하나 이상의 기타 부분이 붕괴하는 동안에 확장하여, 제거된 근관 물질의 양이 일반적으로 유사한 선형 파일에 대비하여 증가할 수 있도록 상기 근관과 비선형 파일의 표면 접촉을 최적화할 수 있다. 따라서 상기 형상 설정된 비선형 파일은 상기 근관벽의 기하학 구조에 대비하여 근관의 세정 및/또는 형상화를 최적화하기 위해 상기 근관 내에서 필요한 경우에 확장 및/또는 붕괴할 수 있다.
파일 강성과 같은 인자들은 근관의 세정 및/또는 형상화에 영향을 미칠 수 있다. 상기 형상 설정된 비선형 파일의 강성의 양은 상기 비선형 파일이 상기 근관의 상대적으로 많은 부분을 형상화 및/또는 세정할 수 있을 때 확장하도록 할 수 있고 상기 비선형 파일이 몇몇 변수에 의해 상기 근관의 상대적으로 적은 부분을 형상화 및/또는 세정할 수 있을 때 붕괴할 수 있도록 한다는 것을 확인하기 위해 최적화될 수 있다. 일 실시형태에서, 굴곡부(예를 들어, 오프셋 부분)의 강성은 상기 파일의 단면 설계에 의해 제어될 수 있다. 통상적인 선형 회전 파일들에 있어서, 상기 샤프트들은 상기 파일 샤프트의 직경이 일반적으로 상기 파일 샤프트의 길이(또는 이의 적어도 일부분)를 따라 상기 파일 끝단부(특정 끝단부 직경을 가짐)로부터 특정 끝단부 직경을 갖는 끝단부를 증가시키는 파일 테이퍼를 구비하여 이용 가능할 수 있다. 파일 테이퍼는 일반적으로 상기 파일 샤프트의 길이를 따른 직경의 증가 속도에 의해 한정될 수 있다. 예를 들어, 4% 테이퍼를 갖는 파일은 반적으로 상기 파일의 끝단부로부터 샤프트 부분의 길이가 약 1.0㎜ 정도 증가하는 약 0.04 ㎜의 직경을 가질 것이다. 하나 이상의 오프셋 부분에서 확장 및/또는 붕괴하도록 구성될 수 있는 형상 설정된 비선형 파일들에 있어서, 상기 근관벽들과의 표면 접촉은 일반적으로 유사한 테이퍼를 구비한 유사한 통상적인 파일(예를 들어, 선형 파일)에 대비하여 증가할 수 있다. 따라서 회전 또는 기타 운동 도중에 비선형 파일에 의해 형성된 관 개구부의 전체 둘레를 증가시키는 능력으로 인해, 상기 형상 설정된 비선형 파일에서 파일 테이퍼가 감소하여(예를 들어, 샤프트 강성을 감소시킴) 상기 비선형 파일의 반복 피로 내성 및 굴곡성을 증가시킬 수 있다. 전형적으로는, 통상적인 선형 파일을 이용하여 관 개구부의 유사한 전체 둘레를 달성하기 위해, 파일 테이퍼가 크게 증가하여(예를 들어, 샤프트 강성을 증가시킴) 상기 비선형 파일의 반복 피로 내성 및 굴곡성을 증가시킬 수 있다. 상기와 같이, 상기 형상 설정된 비선형 파일은 동일한 전체 둘레를 갖는 관 개구부를 형성하기 위해 증가하는 정도의 파일 테이퍼를 갖는 통상적인 선형 파일에 대한 전체 둘레를 갖는 관 개구부를 형성하기 위해 보다 낮은 정도의 파일 테이퍼를 구비할 수 있다.
상기 비선형 파일의 강성은 비선형 파일을 더욱 강성으로 만들기 위해 단면에서의 질량을 증가시킴으로써 최적화되거나(예를 들어, 보다 큰 테이퍼 또는 보다 두꺼운 샤프트), 상기 비선형 파일을 덜 강성으로 만들기 위해 단면에서의 질량을 감소시킴으로써 최적화될 수 있다(예를 들어, 보다 낮은 테이퍼 또는 보다 얇은 샤프트). 단면에서의 질량을 증가시킴으로써 상기 파일 샤프트의 오프셋 부분의 확장 또는 붕괴를 줄이거나 실질적으로 제한할 수 있는 반면, 상기 단면에서의 질량을 감소시킴으로써 상기 파일 샤프트의 오프셋 부분의 확장 또는 붕괴를 증가시킬 수 있다. 임의적으로, 상기 단면의 질량을 조절하는 것 이외에, 상기 비선형 파일의 강성은 오프셋 부분의 개수를 증가시키거나(예를 들어, 강성을 증가시킴) 오프셋 부분의 개수를 감소시킴으로써(예를 들어, 강성을 감소시킴) 최적화될 수 있다. 게다가, 상기 비선형 파일의 강성은 상기 비-선형 파일의 종축에 대한 오프셋 부분의 전향(예를 들어, 상기 파일의 종축에서부터 크레스트까지의 전향 거리)을 증가시켜 강성을 증가시키거나, 상기 비-선형 파일의 종 방향 파일축에 대한 오프셋 부분의 전향 양(예를 들어, 상기 비선형 파일의 일반적인 종 방향 파일축에서부터 상기 샤프트의 오프셋 부분의 크레스트 및/또는 내부 에지까지의 거리)을 감소시켜 강성을 감소시킴으로써 최적화될 수 있다.
2차 열처리는 상기 파일의 물질 특성을 최적화함으로써 굴곡부들의 강성을 추가로 제어하기 위해 이용될 수 있다. 이는 상기 파일의 강성을 조절하기 위해 특정 매개변수로 상기 형상 설정된 파일을 열처리함으로써 달성될 수 있다(예를 들어, 상기 파일을 더욱 강성으로 만들거나 덜 강성으로 만듦). 예를 들어, 일 실시형태에서 비-초탄성 형상 설정된 비선형 파일은, 비록 필요하지 않을지라도, 비-초탄성 파일을 형성하기 위한 본원에 개시된 열처리 방법을 이용하여 형상 설정된 비선형 파일을 추가로 열처리함으로써 형성될 수 있다. 비-초탄성 파일을 형성하기 위한 열처리 공정은 일반적으로 초탄성 파일을 약 20분 내지 약 120분(예를 들어, 약 35분 내지 약 80분, 및 바람직하게는 약 40분 내지 약 70분)의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 600℃(예를 들어, 약 400℃ 내지 약 500℃) 범위의 온도까지 가열하여, 형상 설정 열처리 공정 이후에 이용되는 경우에 오스테나이트 변태 완료 온도를 20℃ 초과(예를 들어, 약 25℃ 초과, 및 바람직하게는 30℃ 초과, 약 20℃ 내지 약 60℃ 범위, 약 20℃ 내지 약 40℃ 범위, 바람직하게는 약 30℃ 내지 약 40℃ 범위, 및 더욱 바람직하게는 35℃ 내지 약 40℃ 범위)의 온도까지 증가시키는 단계를 포함할 수 있는 것으로 인지된다.
상기 강성을 제어하기 위한 다른 방법은 Fe, Cu, Cr 등과 같은 제3의 원소를 니켈 티탄에 첨가하거나, 본원에서 토의된 바와 같이 니켈, 티탄 또는 제3의 원소 등의 비율(%)을 변경함으로써 니켈 티탄의 화학 조성에 의해 달성된다.
비-초탄성 열처리 및/또는 비선형 열처리를 위한 가열 단계는 상기 기구들을 본원에 개시된 온도까지 가열하기에 충분한 임의의 공지된 가열 수단(전기 가열 공정, 방사 또는 유도 가열: 또는 증기 또는 오일 등과 같은 가열 유체가 공급될 수 있음, 및 임의의 이의 조합)에 의해 달성될 수 있는 것으로 인지된다. 하나의 바람직한 실시형태에서, 상기 가열 단계는 본원에 개시된 바와 같이 제어 분위기 하에 노(furnace) 내에서 상기 기구를 가열하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 실시형태에서, 상기 가열 단계는 본원에 개시된 바와 같이 고정기구 내로 임의적으로 삽입하면서(목적하는 형상 프로파일을 변경하거나 유지할 목적) 기구(예를 들어, 상기 기구의 하나 이상의 부분)를 가열(예를 들어, 선택적으로 가열)하는 단계를 포함할 수 있다. 온도 제어는 일반적으로 목적하는 야금학적 상태를 달성하거나 유지할 목적 및/또는 질화 등과 같은 열처리 단계들을 수행할 목적으로 인해 이 같은 공정들에 있어서 매우 중요하다. 열을 생성하기 위해 기구를 통해 전류를 흐르는 저항 가열은 매우 신속하며, 정확한 온도가 달성되고 및/또는 상기 기구의 선택된 영역이 가열될 수 있도록 매우 제어 가능하기 때문에 이용될 수 있다.
저항 가열을 이용하는 경우의 상기 가열 단계는 형성 및 처리 공정 과정 도중에 상기 기구를 액체 또는 기체성 유체와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 유체는 상기 기구의 온도를 제어하기 위해 사용된 켄치 유체(quench fluid)를 포함할 수 있거나, 이는 상기 기구의 금속과 화학적으로 반응성일 수 있는 종과 같은 처리 유체를 포함할 수 있으며, 이때 이 같은 처리 유체들은 질화 유체 또는 기타 유체를 포함할 수 있다. 반대로, 이러한 유체는 상기 기구의 금속과는 화학적으로 반응성이 없을 수 있는 종과 같은 처리 유체를 포함할 수 있다.
전기 저항 가열은 이 같은 기구의 가열을 야기하기 위해 기구에 직접 직류 또는 교류를 가하는 공정을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 일반적으로, 이 같은 기구를 가열하기 위해 포함되는 경우에 전류는 상기 기구 및/또는 고정기구에 직접 가해질 수 있다. 일 실시형태에서, 본원에 개시된 바와 같이 비선형 배향(예를 들어, 형상 설정 열처리)으로 상기 고정기구 내에 배치하면서 상기 기구의 구성을 유하기 위해 상기 가열된 기구 또는 상기 기구의 일부분에 열을 가할 수 있다. 기타 실시예에서, 가열은 상기 기구의 야금학적 상태를 변경시킨다. 더욱 구체적으로는, 전기 저항 가열은 상기 기구의 하나 이상의 부분에 대한 선택적 가열을 가능케 할 수 있으며, 본원에 개시된 바와 같이 상기 기구 또는 이의 일부분의 야금학적 상태를 변경하기 위해 기구 전체의 가열(예를 들어, 비-초탄성 열처리)을 제공할 수 있다. 상기 기구의 하나 이상의 부분은 비-초탄성 부분을 형성하기 위해 상기 기구의 하나 이상의 부분이 증가된 Af를 가지는 반면 상기 기구의 하나 이상의 다른 부분이 상이한 Af를 가질 수 있도록(예를 들어, 비-초탄성 또는 초탄성 부분) 선택적으로 가열될 수 있는 것으로 인지된다. 게다가, 상기 기구의 하나 이상의 부분은 비-초탄성 부분을 형성하기 위해 상기 기구의 하나 이상의 부분이 증가된 Af를 가지는 반면 상기 기구의 하나 이상의 다른 부분이 초탄성 부분을 형성하기 위해 보다 낮은 Af를 가질 수 있도록 선택적으로 가열될 수 있는 것으로 인지된다. 가열 정도는 전류의 흐름을 제어함으로써 매우 정확하게 제어될 수 있다. 그 다음에, 상기 전류는 종료되고, 상기 기구는 냉각된다. 상기 냉각 프로파일은 켄칭제(quenchant)의 사용에 의해 제어될 수 있다.
저항 가열을 이용하여 상기 기구를 가열할 때 상기 기구 또는 그 사이의 일부에 대한 전기 유도 접속점을 형성하는 한 쌍의 이격된 전극 접촉은 전력 공급원(예를 들어, 발전기, 전지 또는 기타 등등)과의 전기적 통신이 이루어지는 것으로 인지된다. 일단 상기 접촉이 기구 둘레에 위치한 경우, 전기는 상기 이격된 접촉 사이에서 흐를 것이고, 그 결과 특정 열처리를 수행하기에 충분한 열을 제공할 것이다. 상기에서 토의된 바와 같이, 몇몇의 경우에 상기 기구의 특정 부분만 열처리 주기에 적용되는 경우, 상기 기구의 이들 부분에만 전류를 전달하기 위해 상기 접촉을 배치할 수 있다. 따라서 이 같은 실시형태 모두는 본 발명의 범주 내에 있다. 또한 몇몇의 경우에는 기구의 특정 부분이 상기 기구의 나머지 부분에 적용되는 열처리 단계들과는 별도로 특정 열처리 단계에 적용될 수 있다. 예를 들어, 기구 전체는 그 내부에서 제1 야금학적 전이를 유도하기 위해 열처리될 수 있으며(예를 들어, 비-초탄성 열처리), 이어 이 같은 기구의 선택된 부분은 다시 열처리되어 이들 선택된 부분을 구체적인 기하학 구조(예를 들어, 비선형 파일 열처리) 및/또는 제2 야금학적 상태로 변환할 수 있다. 예를 들어, 기구는 그 내부에서 낮은 경도를 갖는 선택된 영역을 갖는 고경도 부재를 생산하도록 가공될 수 있다.
복수의 성분 및 단계들의 기능 또는 구조들은 단일 성분 또는 단계로 조합될 수 있거나, 하나의 단계 또는 성분의 기능 또는 구조들은 복수의 단계 또는 성분들 중에서 분할될 수 있는 것으로 추가로 인지될 것이다. 본 발명은 이들 조합 모들을 제공한다. 달리 언급되지 않는 한, 본원에 개시된 다양한 구조의 치수 및 기하학 구조들은 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 아니 하며, 기타 치수 및 기하학 구조들이 가능하다. 또한, 본 발명의 특징이 예시된 실시형태들 중 오직 하나의 문맥에서 개시되어 있었을지라도 이 같은 특징은 임의의 주어진 적용을 위해 기타 실시형태의 하나 이상의 기타 특징과 조합될 수 있다. 본원에서의 독특한 구조들의 제조, 및 이의 작동은 또한 본 발명에 따른 방법을 구성하는 것으로 상기로부터 또한 인지될 것이다. 본 발명은 또한 본원에서의 상기 방법의 실행에서 유래한 중간 산물 및 최종 산물을 포함한다. 또한 "포함하기" 또는 "함유하기"의 사용은 인용된 특징으로 "본질적으로 이루어진" 또는 "이루어진" 실시형태를 제공한다.
본원에 제시된 설명 및 예시들은 당해 기술분야의 기타 숙련자들이 본 발명, 이의 원리 및 이의 실제 적용을 숙지하도록 의도된다. 당해 기술분야의 숙련자들은 특정 사용 요건에 가장 적합할 수 있는 바와 같이 본 발명을 이의 다수의 형태로 조정하고 응용할 수 있다. 따라서 앞서 개시된 바와 같은 본 발명의 구체적인 실시형태들은 하나도 빠뜨리는 것 없이 개시되는 것으로 의도되지 않으며 본 발명을 제한하는 것으로도 의도되지 않는다. 따라서 본 발명의 범주는 상기 설명에 관련되지 않은 것으로 결정되어야 하지만, 대신에 첨부된 특허청구범위에 권리가 부여되는 등가물의 완전 범주와 함께 이 같은 특허청구범위에 관한 것으로 결정되어야 한다. 특허 출원서 및 공개공보를 포함한 모든 논문 및 인용문헌의 개시내용은 모든 목적을 위해 참고로 인용된다.

Claims (49)

  1. 비선형 초탄성 파일을 제조하는 방법에 있어서,
    샤프트 및 파일축을 구비한 초탄성 파일을 제공하는 단계;
    하나 이상의 변위 부재에 의해 한정되는 파일홈을 포함하는 고정기구를 제공하되, 상기 파일홈이 상기 샤프트를 수용하도록 구성되는 단계;
    상기 샤프트의 적어도 일부분을 상기 파일홈을 따라 상기 고정기구 내로 삽입하되, 상기 샤프트의 일부분이 상기 샤프트의 제1 부분을 포함하는 단계;
    상기 샤프트의 제1 부분이 상기 파일축으로부터 변위되어 상기 샤프트의 제1 오프셋 부분을 형성하도록 상기 샤프트의 제1 부분을 상기 하나 이상의 변위 부재의 제1 변위 부재와 접촉시키는 단계; 및
    상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 적어도 약 1분의 기간 동안 적어도 약 300℃의 온도까지 상기 고정기구에 삽입된 상태에서 상기 샤프트의 일부분을 가열하는 단계를 포함하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 가열 단계에서, 상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 샤프트의 일부분을 약 1분 내지 약 45분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 650℃, 바람직하게는 약 350℃ 내지 약 600℃, 및 더욱 바람직하게는 450℃ 내지 약 550℃의 온도까지 가열하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 샤프트의 일부분을 냉각하고 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 형상 설정되고 냉각된 비선형 파일의 적어도 일부분을 약 20분 내지 약 120분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 600℃의 온도까지 가열하되, 상기 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도가 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 샤프트의 일부분을 냉각하고 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 형상 설정되고 냉각된 비선형 파일의 적어도 일부분을 약 40분 내지 약 70분의 기간 동안 약 400℃ 내지 약 500℃의 온도까지 가열하되, 상기 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도가 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트의 제2 부분이 상기 파일축으로부터 변위되어 상기 샤프트의 제2 오프셋 부분을 형성하도록 상기 샤프트의 제2 부분을 상기 하나 이상의 변위 부재의 제2 변위 부재와 접촉시키되, 상기 샤프트의 제1 오프셋 부분 및 상기 파일축이 제1 수평면을 한정하고 상기 제2 오프셋 부분이 상기 제1 수평면과는 상이한 제2 수평면을 한정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 단계에서 상기 샤프트의 일부분은 상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 상기 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 약 1분 내지 약 45분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 650℃, 바람직하게는 약 350℃ 내지 약 600℃, 및 더욱 바람직하게는 약 450℃ 내지 약 550℃의 온도까지 가열하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 샤프트의 일부분을 냉각하고 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 형상 설정되고 냉각된 비선형 파일의 적어도 일부분을 약 30분 내지 약 120분의 기간 동안 300℃ 내지 약 600℃의 온도까지 가열하되, 상기 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도가 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 샤프트의 일부분을 냉각하고 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 형상 설정되고 냉각된 비선형 파일의 적어도 일부분을 약 40분 내지 약 70분의 기간 동안 400℃ 내지 약 500℃의 온도까지 가열하되, 상기 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도가 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 변위 부재는 제2 변위 부재를 더 포함하고, 상기 파일홈은 그 사이에 상기 샤프트의 가이드 부분을 수용하기 위한 한 쌍의 가이딩 부재에 의해 추가로 한정되며, 이때 상기 제1 변위 부재는 상기 샤프트의 제1 부분을 상기 파일축으로부터 멀어지게 변위시키고 상기 제2 변위 부재는 상기 파일축을 향해 상기 샤프트의 일부분을 변위시키면서 상기 한 쌍의 가이딩 부재는 상기 샤프트의 가이드 부분이 상기 파일축로부터 변위되는 것으로부터 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 변위 부재, 상기 제2 변위 부재, 및 상기 파일홈을 한정하는 한 쌍의 가이딩 부재는 상기 샤프트의 일부분을 일반적인 C자 형상의 프로파일로 배향하는 소정의 곡면의 비선형 파일 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 변위 부재는 제2 변위 부재 및 제3 변위 부재를 더 포함하고, 상기 파일홈은 그 사이에 상기 샤프트의 가이드 부분을 수용하기 위한 한 쌍의 가이딩 부재에 의해 추가로 한정되며, 이때 상기 제1 변위 부재는 상기 파일축으로부터 멀어지게 상기 샤프트의 제1 부분을 변위시키고 상기 제2 변위 부재는 상기 제1 변위 부재로부터 멀어져서 상기 파일축을 통해 역방향으로 상기 샤프트의 제2 부분을 변위시키고 상기 제3 변위 부재는 상기 샤프트의 제3 부분을 상기 제2 변위 부재로부터 상기 파일축을 향해 변위시키면서 상기 한 쌍의 가이딩 부재는 상기 샤프트의 가이드 부분이 상기 파일축으로부터 변위되는 것으로부터 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 변위 부재, 상기 제2 변위 부재, 상기 제3 변위 부재, 및 상기 파일홈을 한정하는 상기 한 쌍의 가이딩 부재는 상기 샤프트의 일부분을 일반적인 S자 형상의 프로파일로 배향하는 적어도 2개의 아치형 부분을 구비한 소정의 곡면의 비선형 파일 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파일홈은 제1 소정의 비선형 파일 경로를 한정하고, 상기 하나 이상의 변위 부재들 중 적어도 하나는 상기 파일홈이 제1 소정의 비선형 파일 경로 또는 상기 제1 소정의 비선형 파일 경로와는 상이한 제2 소정의 비선형 파일 경로를 한정하도록 구성된 가변형 파일홈이 되도록 상기 파일축에 대비하여 이동 가능한 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 변위 부재는 상기 파일홈이 제1 소정의 비선형 파일 경로 또는 상기 제1 소정의 비선형 파일 경로와는 상이한 제2 소정의 비선형 파일 경로를 한정하도록 구성된 가변형 파일홈이 되도록 상기 파일축에 대비하여 독립적으로 또는 동시에 이동 가능한 적어도 2개의 변위 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  15. 비선형 초탄성 파일을 제조하는 방법에 있어서,
    샤프트 및 파일축을 구비한 초탄성 선형 파일을 제공하는 단계;
    내부 부재 및 커버 부재를 포함하는 고정기구를 제공하되, 상기 내부 부재 및 커버 부재의 적어도 하나는 하나 이상의 변위 부재에 의해 한정되는 파일홈을 구비하고 상기 파일홈은 상기 샤프트를 수용하도록 구성되며 상기 파일홈의 적어도 일부분은 나선 유사 방식으로 소정의 비선형 파일 경로를 따라 확장되는 단계;
    상기 파일홈을 따라 상기 고정기구 내로 상기 샤프트의 적어도 일부분을 삽입하되, 상기 샤프트의 일부분이 상기 샤프트의 제1 부분을 포함하는 단계;
    상기 샤프트의 제1 부분이 상기 파일축으로부터 변위되어 상기 샤프트의 제1 오프셋 부분을 형성하도록 상기 샤프트의 제1 부분을 상기 하나 이상의 변위 부재의 제1 변위 부재와 접촉시키되, 상기 샤프트의 제1 오프셋 부분 및 상기 파일축이 제1 수평면을 한정하는 단계;
    상기 샤프트의 제2 부분이 상기 파일축으로부터 변위되어 상기 샤프트의 제2 오프셋 부분을 형성하고 상기 샤프트의 제2 오프셋 부분이 상기 제1 수평면과는 상이한 제2 수평면을 한정하도록 상기 샤프트의 제2 부분을 상기 하나 이상의 변위 부재의 제2 변위 부재와 접촉시키는 단계; 및
    상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 적어도 약 5분의 기간 동안 적어도 약 300℃의 온도까지 상기 샤프트의 일부분을 가열하는 단계를 포함하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 가열 단계에서 상기 샤프트의 일부분은 상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 상기 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 약 1분 내지 약 45분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 650℃, 바람직하게는 약 350℃ 내지 약 600℃, 및 더욱 바람직하게는 약 450℃ 내지 약 550℃의 온도까지 가열되는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  17. 제15 항 또는 제16 항에 있어서, 상기 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 샤프트의 일부분을 냉각하고 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 형상 설정되고 냉각된 비선형 파일의 적어도 일부분을 약 30분 내지 약 120분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 600℃의 온도까지 가열하되, 상기 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도가 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  18. 제15 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 설정된 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 샤프트의 일부분을 냉각하고 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 형상 설정되고 냉각된 비선형 파일의 적어도 일부분을 약 40분 내지 약 70분의 기간 동안 약 400℃ 내지 약 500℃의 온도까지 가열하되, 상기 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도가 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  19. 제15 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파일홈은 상기 내부 부재, 상기 커버 부재, 또는 상기 내부 부재와 커버 부재 둘 중 하나의 일부분을 따라 나선 유사 방식으로 확장되는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  20. 제15 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버 부재는 상기 샤프트의 일부분을 상기 고정기구 내로 삽입 시에 상기 샤프트의 일부분이 상기 파일홈 내에서 유지되도록 나선 유사 방식으로 확장된 파일홈 일부분을 적어도 부분적으로 커버하는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  21. 제15 항 내지 제20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 부재는 고정기구 축을 포함하되, 상기 고정기구 축은 일반적으로 나선 유사 방식으로 확장되는 상기 파일홈의 일부분이 고정기구 축으로부터 연속적으로 배위되어 그 내부에서 상기 파일축으로부터 확장되는 상기 샤프트의 상응하는 부분을 연속적으로 배위시키도록 상기 파일축과 공-선형이 되는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  22. 제15 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트는 샤프트 길이를 가지며, 상기 샤프트 길이의 적어도 약 50%는 상기 파일축으로부터 방사 방향으로 연속적으로 배위되는 것을 특징으로 하는 비선형 초탄성 파일의 제조 방법.
  23. 파일축, 근단부 및 끝단부를 구비한 샤프트, 및 그 사이에 구비된 작동 부분을 포함하는 형상 설정된 초탄성 비선형 파일에 있어서,
    상기 샤프트는 제1 오프셋 부분을 포함하는 적어도 하나의 오프셋 부분을 구비하고, 상기 제1 오프셋 부분은 상기 제1 오프셋 부분 및 상기 파일축이 제1 수평면을 한정하도록 상기 파일축으로부터 변위되는 형상 설정된 초탄성 비선형 파일.
  24. 제23 항에 있어서, 상기 제1 오프셋 부분은 제1 샤프트 부분과 제2 샤프트 부분 사이로 확장되어 그 사이에 크레스트를 구비한 파일축을 한정하며, 이때 상기 크레스트는 상기 제1 샤프트 부분 및 상기 제2 샤프트 부분으로부터 변위되고, 상기 제1 샤프트 부분 및 상기 제2 샤프트 부분 각각은 일반적으로 상기 비선형 파일이 일반적인 C자 형상의 프로파일을 포함하도록 상기 파일축 주변에 위치하는 것을 특징으로 하는 형상 설정된 초탄성 비선형 파일.
  25. 제23 항 또는 제24 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 오프셋 부분은 상기 파일축으로부터 변위된 제2 오프셋 부분을 더 포함하고, 상기 제1 오프셋 부분은 제1 샤프트 부분과 제2 샤프트 부분 사이에 확장되어 그 사이에 제1 크레스트를 구비한 제1 파일축을 한정하고, 상기 제2 오프셋 부분은 상기 제2 샤프트 부분과 제3 샤프트 부분 사이에 확장되어 그 사이에 제2 크레스트를 구비한 제2 파일축을 한정하며, 이때 상기 제1 샤프트 부분 및 상기 제2 샤프트 부분 각각은 일반적으로 상기 비선형 파일이 일반적인 S자 형상의 프로파일을 포함하도록 상기 파일축 주변에 위치하는 것을 특징으로 하는 형상 설정된 초탄성 비선형 파일.
  26. 파일축, 근단부 및 끝단부를 구비한 샤프트, 및 그 사이에 구비된 작동 부분을 포함하는 형상 설정된 초탄성 비선형 파일에 있어서,
    상기 샤프트는 제1 오프셋 부분 및 제2 오프셋 부분을 포함하는 적어도 하나의 오프셋 부분을 구비하고, 상기 제1 오프셋 부분 및 상기 제2 오프셋 부분 각각은 상기 샤프트의 제1 오프셋 부분 및 상기 파일축이 제1 수평면을 한정하고 상기 제2 오프셋 부분이 상기 제1 수평면과는 상이한 제2 수평면을 한정하도록 상기 파일축으로부터 변위되는 형상 설정된 초탄성 비선형 파일.
  27. 제26 항에 있어서, 상기 제1 오프셋 부분 및 상기 제2 오프셋 부분은 상기 파일축으로부터 방사 방향으로 연속적으로 배위되는 나선 유사 방식으로 확장되는 연속 오프셋 부분을 한정하는 것을 특징으로 하는 형상 설정된 초탄성 비선형 파일.
  28. 제26 항 또는 제27 항에 있어서, 상기 샤프트는 샤프트 길이를 가지며, 상기 연속 오프셋 부분은 상기 샤프트 길이의 적어도 약 50%를 따라 나선 유사 방식으로 확장되는 것을 특징으로 하는 형상 설정된 초탄성 비선형 파일.
  29. 제26 항 내지 제28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연속 오프셋 부분은 상기 샤프트의 제1 부분과 상기 샤프트의 제2 부분 사이에 확장되며, 이때 상기 샤프트의 제2 부분은 상기 샤프트의 제1 부분보다 상기 파일축으로부터 더 배위되고, 상기 샤프트의 제2 부분은 상기 샤프트의 제1 부분보다 상기 끝단부에 더 인접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 형상 설정된 초탄성 비선형 파일.
  30. 제26 항 내지 제29 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트와 상기 파일축 사이의 거리는 상기 샤프트의 제1 부분에서 상기 샤프트의 제2 부분까지 연속적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 형상 설정된 초탄성 비선형 파일.
  31. 치아 치수강 및 일반적으로 상기 치아 치수강을 둘러싸고 있는 상아질층을 포함하는 치아의 근관을 세정하고 형상화하는 방법으로, 상기 근관은 상기 치아 치수강에 인접한 근위부를 구비하고 상기 치아에 인접한 정점 부분까지 테이퍼링 하고, 상아질/치수 계면이 일반적으로는 상기 근관벽을 한정하는 방법에 있어서,
    제26 항 내지 제30 항 중 어느 한 항에 따른 형상 설정된 비선형 파일을 상기 근관에 삽입하는 단계;
    상기 근관 내에서 상기 비선형 파일을 회전, 왕복 또는 수직으로 진동하거나 이에 대해 이의 임의의 조합을 수행하고, 상기 비선형 파일을 축 방향으로 진전시키는 단계; 및
    상기 제1 오프셋 부분이 상아질층의 제거를 최소화하도록 붕괴하여, 이의 제거를 위한 잔류 치수강과의 표면 접촉을 증가시키기 위해 제2 오프셋 부분을 확장시키도록 상기 제1 오프셋 부분을 상기 근관벽과 접촉시키는 단계를 포함하는 치아 근관의 세정 및 형상화 방법.
  32. 제31 항에 있어서, 상기 비선형 파일의 회전, 왕복, 수직 진동 또는 이의 임의의 조합 도중의 상기 적어도 하나의 오프셋 부분은 상기 근관의 형상화 및 세정 도중에 유사한 파일 테이퍼 및 유사한 샤프트 길이를 구비한 통상적인 선형 파일에 의해 상기 근관의 동일한 깊이로 형성된 관 개구부의 전체 둘레보다 큰 전체 둘레를 갖는 관 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 치아 근관의 세정 및 형상화 방법.
  33. 치아 치수강 및 일반적으로 상기 치아 치수강을 둘러싸고 있는 상아질층을 포함하는 치아의 근관을 세정하고 형상화하는 방법으로, 상기 근관은 상기 치아 치수강에 인접한 근위부를 구비하고 상기 치아에 인접한 정점 부분까지 테이퍼링 하고, 상아질/치수 계면이 일반적으로는 상기 근관벽을 한정하는 방법에 있어서,
    제26 항 내지 제30 항 중 어느 한 항에 따른 형상 설정된 비선형 파일을 상기 근관에 삽입하는 단계;
    상기 근관 내에서 상기 비선형 파일을 회전, 왕복 또는 수직으로 진동하거나 이에 대해 이의 임의의 조합을 수행하고, 상기 비선형 파일을 축 방향으로 진전시키는 단계; 및
    상기 제1 오프셋 부분이 상아질층의 제거를 최소화하도록 붕괴하여, 이의 제거를 위한 잔류 치수강과의 표면 접촉을 증가시키기 위해 상기 연속 오프셋 부분의 제2 부분을 확장시키도록 상기 연속 오프셋 부분의 제1 부분을 상기 근관벽과 접촉시키는 단계를 포함하는 치아 근관의 세정 및 형상화 방법.
  34. 제33 항에 있어서, 상기 비선형 파일의 회전, 왕복, 수직 진동 또는 이의 임의의 조합 도중의 상기 적어도 하나의 오프셋 부분은 상기 근관의 형상화 및 세정 도중에 유사한 파일 테이퍼 및 유사한 샤프트 길이를 구비한 통상적인 선형 파일에 의해 상기 근관의 동일한 깊이로 형성된 관 개구부의 전체 둘레보다 큰 전체 둘레를 갖는 관 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 치아 근관의 세정 및 형상화 방법.
  35. 제33 항에 있어서, 상기 비선형 파일의 회전, 왕복, 수직 진동 또는 이의 임의의 조합 도중의 상기 적어도 하나의 오프셋 부분은 상기 근관의 형상화 및 세정 도중에 통상적인 파일 테이퍼 및 유사한 샤프트 길이를 구비한 통상적인 선형 파일에 의해 상기 근관의 동일한 깊이로 형성된 관 개구부의 전체 둘레보다 작은 전체 둘레를 갖는 관 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 치아 근관의 세정 및 형상화 방법.
  36. 제33 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 오프셋 부분은 제1 오프셋 부분 및 제2 오프셋 부분을 포함하고, 상기 비선형 파일의 회전, 왕복, 수직 진동 또는 이의 임의의 조합 도중의 상기 제1 오프셋 부분은 상기 근관의 형상화 및 세정 도중에 유사한 파일 테이퍼 및 유사한 샤프트 길이를 구비한 통상적인 선형 파일에 의해 상기 근관의 동일한 깊이로 형성된 관 개구부의 전체 둘레보다 큰 전체 둘레를 갖는 관 개구부를 형성하고, 상기 비선형 파일의 회전, 왕복, 수직 진동 또는 이의 임의의 조합 도중의 상기 제2 오프셋 부분은 상기 근관의 형상화 및 세정 도중에 통상적인 파일 테이퍼 및 유사한 샤프트 길이를 구비한 통상적인 선형 파일에 의해 상기 근관의 동일한 깊이로 형성된 관 개구부의 전체 둘레보다 작은 전체 둘레를 갖는 관 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 치아 근관의 세정 및 형상화 방법.
  37. 비-초탄성 파일을 제조하는 방법에 있어서,
    오스테나이트 변태 완료 온도를 갖는 초탄성 파일을 제공하는 단계; 및
    상기 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 비-초탄성 파일을 형성하기 위해 상기 초탄성 파일의 적어도 일부분을 약 5분 내지 약 120분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 600℃의 온도까지 가열하는 단계를 포함하되,
    상기 비-초탄성 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도는 약 20℃ 내지 약 40℃의 범위인 비-초탄성 파일의 제조 방법.
  38. 제37 항에 있어서, 상기 가열 단계는 상기 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 비-초탄성 파일을 형성하기 위해 약 5분 내지 약 120분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 600℃의 온도에서 수행되고, 상기 비-초탄성 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도는 약 20℃ 내지 약 38℃의 범위인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 파일의 제조 방법.
  39. 제37 항에 있어서, 상기 가열 단계는 상기 오스테나이트 변태 완료 온도를 변경하여 비-초탄성 파일을 형성하기 위해 약 40분 내지 약 70분의 기간 동안 약 400℃ 내지 약 500℃의 온도에서 수행되고, 상기 비-초탄성 파일의 변경된 오스테나이트 변태 완료 온도는 약 20℃ 내지 약 35℃의 범위인 것을 특징으로 하는 비-초탄성 파일의 제조 방법.
  40. 제37 항에 있어서, 상기 비-초탄성 파일의 일부분을 냉각하고 상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 냉각된 비-초탄성 파일의 적어도 일부분을 약 1분 내지 약 45분의 기간 동안 약 300℃ 내지 약 650℃의 온도까지 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 파일의 제조 방법.
  41. 제37 항에 있어서, 상기 비-초탄성 파일의 일부분을 냉각하고 상기 샤프트의 일부분을 형상 설정하여 형상 설정된 비-초탄성 비선형 파일을 형성하기 위해 상기 냉각된 비-초탄성 파일의 적어도 일부분을 약 3분 내지 약 30분의 기간 동안 약 350℃ 내지 약 600℃의 온도까지 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비-초탄성 파일의 제조 방법.
  42. 제1 항 내지 제41 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비-초탄성 파일은 형상 기억 합금을 포함하는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제42 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 니켈 및 티탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제42 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 니켈-티탄 기반 2원 합금인 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제42 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 니켈-티탄 기반 3원 합금인 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제45 항에 있어서, 상기 니켈-티탄 기반 3원 합금은 하기 식 Ni-Ti-X(여기서, X는 Co, Cr, Fe 또는 Nb임)로 표시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제42 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 구리 기반 합금, 철 기반 합금 또는 이들 둘의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제47 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 CuZnAl 또는 CuAlNi를 포함하는 구리 기반 합금인 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제42 항에 있어서, 상기 형상 기억 합금은 FeNiAl, FeNiCo, FeMnSiCrNi 또는 FeNiCoAlTaB를 포함하는 철 기반 합금인 것을 특징으로 하는 방법.
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