KR20150098007A - 파절이 방지된 지르코니아 블록의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치과용 지르코니아 블록의 제조방법 및 그로부터 제조된 다층형태의 지르코니아 블록에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 치과용 보철물의 제작시 지르코니아의 내부응력과 두께 편차에 의한 파절을 효과적으로 방지할 수 있는 치과용 지르코니아 블록의 제조방법 및 그로부터 제조된 다층형의 지르코니아 블록에 관한 것이다.
본 발명의 제조방법에 의하면 지르코니아 분말을 장입시켜 성형하지 않고 적층시켜 다층형태를 갖는 지르코니아 블록을 제조할 수 있기 때문에, 지르코니아의 낮은 열 전도성, 코어의 높은 두께 편차, 급냉, 급열, 표면처리의 조건 및 내부응력 등에 의한 크랙 및 파절의 형성을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

파절이 방지된 지르코니아 블록의 제조방법{PROCESS FOR PREPARING ZIRCONIA BLOCK WITH NODE INHIBITION}

본 발명은 치과용 지르코니아 블록의 제조방법 및 그로부터 제조된 다층형태의 지르코니아 블록에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 치과용 보철물의 제작시 지르코니아의 내부응력과 두께 편차에 의한 파절을 효과적으로 방지할 수 있는 치과용 지르코니아 블록의 제조방법 및 그로부터 제조된 다층형의 지르코니아 블록에 관한 것이다.

지르코니아 블록은 인공치아의 재료로서 기존의 사기, 금 소재의 보철물보다 자연치아에 가까워 심미적 효과가 탁월하며 생체적합성이 우수하여 염증이나 알러지가 전혀 발생하지 않으며 부식이 없어 어떤 음식물을 섭취해도 변형 및 변색이 없는 반영구적인 재료이다.

지르코니아 소재의 여러 가지 특징에도 불구하고 지르코니아 자체는 불투명한 백색을 가지고 있기 때문에 보철물 수복시에는 여러 가지 안료처리 및 표면처리 등의 복잡한 공정을 거쳐야 한다. 이와 같이, 지르코니아 블록을 제조하는 경우 기존에는 분말가루를 압축하여 이를 깎아서 착색하는 방식과 기본 색상이 들어가 있는 유색 지르코니아 블록을 깎아서 색상을 덧칠하는 방식으로 지르코니아 블록을 생성하였다.

그런데, 치과기공소에서 이러한 지르코니아 가공을 하다 보면 파절이 일어나는 경우가 많이 발생한다. 이러한 지르코니아의 파절 원인에는 크게 내부적인 원인과 외부적인 원인으로 나눌 수 있다. 우선, 내부적인 원인으로서 1) 지르코니아의 낮은 열 전도성 2) 코어의 높은 두께 편차 3) 급냉, 급열을 들 수 있고, 외부적인 원인으로서 표면처리의 조건 등을 들 수 있다. 나아가, 지르코니아의 내부 응력 또한 지르코니아 블록 파절의 원인이 될 수 있다. 응력에 따라 파절 문제가 생기는 경우 소결후 바로 파절 여부의 확인이 가능한 경우도 존재하나, 내부에 미세한 크랙이 존재하여 소결 후 바로 확인하지 못하고 이후 가공 작업중 외부 충격이나 Build-up 작업에 의해 파절이 발생되는 경우도 다수 존재하는데(대부분 내부부터 파절 시작됨), 이 경우, 크랙은 존재하지 않지만 응력은 존재하여 후 작업 중 외부 충격과 Build-up 작업에 의하여 파절이 발생하게 된다,

이와 같은 지르코니아 블록의 파절은 치과 보철물을 위한 수복재 제조시 많은 시간과 비용의 낭비를 가져올 수 있다. 따라서, 이러한 지르코니아 블록의 가공시 발생할 수 있는 파절을 방지하기 위한 다양한 요구가 존재하여 왔다.

상기와 같은 지르코니아 블록 제조시의 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명은 치과용 지르코니아 블록을 제조함에 있어서, 지르코니아의 내부응력과 두께 편차 등에 의한 파절을 효과적으로 방지할 수 있어 내구성이 우수한 지르코니아 블록을 제조하는 방법 및 그로부터 제조된 지르코니아 블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 (a) 지르코니아 분말을 지지체에 분포하여 지르코니아 분말층을 형성하는 단계; (b) 단계 (a)에서 형성된 지르코니아 층을 압축 또는 건조시키는 단계; 및 (c) 상기 단계 (a) 및 (b)를 반복하여 다층형태의 지르코니아 블록을 생성하는 단계를 포함하는, 지르코니아 블록의 파절을 방지할 수 있는 지르코니아 블록의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 지르코니아 분말을 장입시켜 성형하지 않고 적층시켜 다층형태를 갖는 지르코니아 블록을 제조할 수 있기 때문에, 지르코니아의 낮은 열 전도성, 코어의 높은 두께 편차, 급냉, 급열, 표면처리의 조건 및 내부응력 등에 의한 크랙 및 파절의 형성을 효과적으로 방지할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 지르코니아는 산화 지르코니움(zirconium oxide, ZrO₂)의 총칭으로 단사정계의 물질로서 분자량이 123.22 정도이고, 녹는점은 약 2,700℃이며, 굴절률이 크고 녹는점이 높으며 내식성이 큰 흰색의 결정체이다. 나아가, 화학적 안정성, 체적 안정성을 보이며, 다형 구조로 상전이시 발생하는 변태강화 기전에 의한 체적확장에 의한 균열의 진행을 억제하여 높은 굴곡강도를 가지며, 인체에 삽입되었을 때, 독성 반응을 일으키지 않고, 부식과 마모에 대한 저항이 뛰어날 뿐만 아니라, 흰색 결정체이므로 치아의 색과 잘 조화를 이루며, 강도가 높고, 급격한 온도의 변화에 잘 견디는 특성이 있다. 본 발명에서 사용되는 지르코니아 분말은 필요에 따라 다양한 입경 및 입도 분포를 나타내도록 조절될 수 있다.

본 발명에서는 종래 다이에 이러한 지르코니아 분말을 장입한 후 가압하여 성형하는 지르코니아 블록의 성형 방법과는 달리, 지르코니아 분말을 지지체상에 분무 등의 방법을 통해 분포하여 지르코니아 분말층을 형성시킨 후, 이를 압축 또는 건조시키고, 이러한 지르코니아 층 형성 단계를 반복하여 다수의 지르코니아층을 형성시켜 지르코니아 블록을 제조하는 것을 특징으로 한다.

상기 단계 (a)에서 분무를 통해 분포시키는 경우, 지르코니아 분말은 지지체 상에 분말 자체의 형태로 분무될 수도 있고, 물 또는 의학적으로 허용가능한 액체에 현탁된 현탁물의 형태로 분무될 수도 있다. 분무시의 지르코니아 분말의 온도, 분무압력, 분무시간 및 성막되는 지르코니아 층의 두께는 필요에 따라 적절히 조절할 수 있다.

한편, 지르코니아 분말을 분무하여 성막시키기 위한 지지체로는 다양한 형태의 지지체가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 판상 또는 몰드 형태의 지지체일 수 있으며, 형성하고자 하는 블록의 크기, 형태 등을 고려하여 당업계에서 사용되는 지지체를 다양하게 선택할 수 있다.

분무에 의해 형성된 지르코니아 층은 그 결합력을 높이기 위해 압축 또는 건조시킬 수 있는데, 구체적으로 압축의 경우, 예를 들어 일축 프레싱(unaxial pressing), 냉간 등방압 프레싱(co-isostatic pressing)등과 같은 건식 압착 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 추가적인 일 양태로서, 지르코니아 분말과 함께, 지지층에 안정하게 지르코니아 층을 형성하고 성막된 지르코니아 층간의 결합력을 높이기 위한 결합제, 상전이를 억제하여 지르코니아 블록의 강도 및 인성을 향상시키기 위해 산화 칼슘, 산화 마그네슘, 산화 이트륨, 산화 세륨 등과 같은 안정화제 등의 인체에 허용가능한 첨가제등을 추가적으로 혼합시켜 분무할 수 있다.

본 발명에서는 상기와 같이 분무 등의 분포에 의해 형성된 지르코니아 층을 압축 또는 건조시키는 단계를 수회 반복하여 블록의 형태가 될 때까지 지르코니아 층을 다수 적층시킨다. 이때, 형성시키고자 하는 블록의 크기에 따라 지르코니아 층 형성 횟수는 적절히 조절가능하다.

본 발명의 추가적인 일 양태로서, 상기 단계 (c)에서 제조된 다층형태의 지르코니아 블록은 추가로 소결 오븐 등을 사용하여 소결될 수 있다. 소결시의 온도는 제조하고자 하는 지르코니아 블록에 요구되는 강도 등에 따라 적절히, 예를 들어, 800 내지 1800℃ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따라 제조된 지르코니아 블록은 치아의 보철물을 위한 수복재로 사용되기 위해 당업계에 알려진 적절한 방법에 의해 비니어(veneer), 인레이(inlay), 온레이(onlay), 치관(crown), 스텀프(stump), 교합소면(facet), 인공치, 가공의치, 치근 구조물 등으로 선택적으로 제조될 수 있다.

나아가, 지르코니아는 그 자체로 순수한(stark) 백색을 띄고 있기 때문에, 제조된 지르코니아 블록의 표면은 자연치의 외관 및 색상을 나타낼 수 있도록 착색될 수 있다. 지르코니아 블록의 착색은 당업계에서 통상적으로 사용되는 착색 방방법을 사용할 수 있는데, 예를 들면, 6% 철 Hex-Cem 용액, 8% 크롬 Hex-Cem, 24% 지르코늄 Hex-Cem, 6% 망간 Hex-Cem, 8% 니켈 Hex-Cem, 및/또는 6% 코발트 Hex-Cem 등을 포함하는 착색 재료 성분(Coloring Material Ingredient)을 지르코니아 블록 표면에 분무 또는 도포할 수 있고, 필요한 경우 착색된 지르코니아 블록을 추가적으로 소결할 수도 있다.

본 발명에 의해 제조된 지르코니아 블록은 치과 보철물을 위한 수복재 제조를 위해 가공하는 경우 탁월한 크랙 방지 효과를 나타내므로, 다양한 치과 보철물을 위한 수복재, 구체적으로 비니어(veneer), 인레이(inlay), 온레이(onlay) 뿐만 아니라 구치부(어금니)의 치관(crown) 등의 제조시 유용하다.

Claims (5)

1. (a) 지르코니아 분말을 지지체에 분포하여 지르코니아 분말층을 형성하는 단계; (b) 단계 (a)에서 형성된 지르코니아 분말층을 압축 또는 건조시키는 단계; 및 (c) 상기 단계 (a) 및 (b)를 반복하여 다층형태의 지르코니아 블록을 생성하는 단계를 포함하는 지르코니아 블록의 제조방법.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지체는 판상 또는 몰드 형태인 제조방법.
   
3. 제 1 항에 있어서, 단계 (a)에서, 지르코니아 분말은 추가적으로 결합제 또는 안정화제를 포함하는 제조방법.
   
4. 제 1 항에 있어서, 단계 (c)에서 제조된 다층형태의 지르코니아 블록을 소결하는 단계를 추가적으로 포함하는 제조방법.
   
5. 제 1 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 다층형태의 지르코니아 블록을 가공한 치아 보철물용 수복재.