KR20160011322A - 구강 스캔과 캐드 라이브러리를 이용한 치과용 임플란트 보철물 제조방법 - Google Patents

구강 스캔과 캐드 라이브러리를 이용한 치과용 임플란트 보철물 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 환자의 구강내에서 식립된 픽스처에 스캔핀을 결합시키고 구강 스캐너를 이용하여 환자의 구강환경의 3차원 형상 정보를 취득하는 구강 스캔 단계; 상기 구강 스캔 데이터를 캐드 시스템으로 로딩한 후, 상기 스캔핀의 정보를 입력하는 스캔핀 설정 단계; 상기 캐드 시스템에서 대상치아의 정보를 입력하여 라이브러리에 저장된 보철물 형상 정보를 로딩하고, 로딩된 보철물 형상 정보가 상기 스캔핀을 대체하도록 하는 보철물 형상 로딩 단계; 및 상기 보철물 형상 정보를 수정하여 환자의 구강환경에 적합한 최종 보철물의 형상을 디자인하는 보철물 디자인 단계;를 포함하는 구강 스캔과 캐드 라이브러리를 이용한 치과용 임플란트 보철물 제조방법을 제공한다.

Description

구강 스캔과 캐드 라이브러리를 이용한 치과용 임플란트 보철물 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF DENTAL IMPLANT USING INTRA ORAL SCANNING AND COMPUTER AIDED DESIGN LIBRARY}
본 발명은 치과용 임플란트 보철물 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스캔핀을 체결한 환자의 구강 환경을 구강 스캐너로 스캔한 3차원 데이터와 라이브러리를 이용하여 보철물을 디자인함으로써 치과 보철물 제작을 간편하게 수행할 수 있는 치과용 임플란트 보철물 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 임플란트 (implant)는 원래 인체조직이 상실되었을 때, 회복시켜 주는 대치물을 의미하지만, 치과에서는 인공으로 만든 치아 대체물을 식립하는 것을 말하는데, 보다 구체적으로는 상실된 치근(뿌리)을 대신할 수 있도록 인체에 거부 반응이 없는 티타늄(titanium)등으로 만든 치근을 이가 빠져나간 치조골에 심은 뒤, 인공치아를 고정시켜 치아의 기능을 회복하도록 하는 시술이다.
일반 보철물이나 틀니의 경우, 시간이 지나면 주위 치아(조직)와 뼈가 상하지만 치과용 임플란트 보철물은 주변 치아조직을 상하지 않게 하며, 자연 치아와 기능이나 모양이 같으면서도 충치가 생기지 않으므로 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
이와 같이 치과에서 행하는 치과용 임플란트 보철물 시술은 잇몸뼈, 즉 치조골에 픽스처를 매식하는 수술과정과, 심겨진 픽스처에 지대주를 연결하여 치아 대체물을 장착하는 보철과정으로 구분된다.
이러한 치과용 임플란트 보철물의 시술법은 다양하게 있을 수 있는데 그 중 일 예에 대하여 설명하면 다음과 같다. 이하에서 설명되는 치과용 임플란트 보철물 시술법은, 보철과정에서 인상을 채득할 때 구강 내에서 인상 코핑(Impression Coping)을 연결하여 구강 내의 모델을 완성하는 픽스처 레벨 임프레션(Fixture Level Impression) 방법이다.
우선, 치조골에 드릴링(drilling) 및 탭핑(tapping) 과정을 거쳐 픽스처(Fixture) 치수에 부합하는 홈을 형성하고, 픽스처 상부에 마운트(Mount)를 체결한다. 그리고 나서 수술용 핸드 피스를 이용하여 픽스처와 마운트를 치조골에 매식한 다음 마운트를 픽스처에서 제거함으로써, 치조골에 픽스처를 매식하게 된다.
그리고 픽스처의 상부에 덮개 나사를 체결하여 픽스처를 봉합함으로써 1차 수술이 완료된다.
덮개 나사는 픽스처의 골융합을 기다리는 동안 구강 내에 존재하는 세균 및 이물질이 픽스처의 내부로 침입하는 것을 차단한다. 골융합 기간은 환자의 골질과 매식 위치에 따라 다소 상이하지만, 일반적으로 3개월 내지 6개월이 소요된다.
이어서, 2차 수술을 통해 잇몸을 열어 덮개 나사를 노출시킨 후 픽스처의 골융합 정도를 확인하고 덮개 나사를 제거한다. 그리고 심미적인 잇몸 형성을 위해 치유 지대주(Healing Abutment)를 픽스처의 상부에 체결하고, 2주 내지 3주 동안 기다린다. 근래에는 이러한 2차 시술법의 복잡성을 개선하기 위해, 덮개 나사를 체결 및 제거하는 과정을 생략하고, 바로 치유 지대주를 체결하는 1차 시술법이 사용되기도 한다.
다음으로, 심미적인 잇몸 형성을 확인한 후 치유 지대주를 제거하고, 보철물 제작을 위한 모형 제작을 위해 인상 코핑을 픽스처 상부에 체결한다. 이어서 인상재를 사용하여 구강 내에서 예비 인상을 채득하고 인상 코핑을 제거한다.
이후, 치아 모형을 제작하고 인공치아 즉 인공치관을 가공한 후 픽스처 상부에 지대주(Abutment)를 체결하고, 지대주 위에 상부 보철물(즉 크라운)을 고정하여 임플란트 보철물을 완성한다.
본 발명의 목적은 구강 스캐너를 이용하여 환자의 구강 환경의 3차원 데이터를 직접 취득하고, 그 취득한 데이터를 활용하여 치과용 보철물을 디자인함으로써, 보철물 디자인에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있도록 하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 개별 치아의 형상을 라이브러리화하여 저장한 캐드 시스템을 이용하여 보철물 디자인을 수행함으로써, 보철물 디자인에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있도록 하기 위한 것이다.
본 발명은 환자의 구강내에서 식립된 픽스처에 스캔핀을 결합시키고 구강 스캐너를 이용하여 환자의 구강환경의 3차원 형상 정보를 취득하는 구강 스캔 단계; 상기 구강 스캔 데이터를 캐드 시스템으로 로딩한 후, 상기 스캔핀의 정보를 입력하는 스캔핀 설정 단계; 상기 캐드 시스템에서 대상치아의 정보를 입력하여 라이브러리에 저장된 보철물 형상 정보를 로딩하고, 로딩된 보철물 형상 정보가 상기 스캔핀을 대체하도록 하는 보철물 형상 로딩 단계; 및 상기 보철물 형상 정보를 수정하여 환자의 구강환경에 적합한 최종 보철물의 형상을 디자인하는 보철물 디자인 단계;를 포함하는 구강 스캔과 캐드 라이브러리를 이용한 치과용 임플란트 보철물 제조방법을 제공한다.
상기 스캔핀 설정 단계 이후에, 환자의 구강내에 식립된 픽스처에 관한 정보를 입력하는 픽스처 설정 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 보철물 디자인 단계 이후에, 상기 디자인된 보철물 형상정보로부터 절삭가공을 통해 보철물을 제조하는 보철물 제조 단계; 또는 상기 디자인된 보철물 형상정보를 3D프린터로 출력하여 보철물을 제조하는 보철물 제조 단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 구강 스캔 단계에 사용되는 스캔핀은 픽스처의 다각홈의 일면과 정렬되어 있는 기준면을 구비하여, 상기 구강 스캔 단계에서 취득된 구강환경의 3차원 형상 정보에 픽스처의 다각홈의 방향성에 관한 정보가 포함되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 보철물 형상 로딩 단계에 있어서, 대상치아의 정보가 입력되면 그로부터 대상치아의 기본 형상에 해당하며, 식립된 픽스처에 방향성을 가지고 결합되는 보철물 기본 형상이 생성되고, 구강환경 3차원 형상 정보에 식립된 픽스처 형상과 상기 보철물 기본 형상이 스캔핀 형상을 대체하여 표시되는 것이 바람직하다.
상기 픽스처 형상은 구강환경 3차원 형상 정보 상에서, 스캔핀과 결합되는 위치에 정렬되어 표시되며, 상기 보철물 기본 형상은 상기 픽스처에 결합되는 위치에 정렬되어 표시되는 것이 바람직하다.
본 발명은 구강 스캔에서 취득된 환자의 구강환경 3차원 영상정보와, 개별 치아의 기본 형상이 저장된 라이브러리를 이용하여 보철물 형상을 디자인하고 제작할 수 있도록 함으로써, 임프레션 작업과 모형 제작이 필요치 않음으로써 상부 보철물 및 어버트먼트 등의 치과용 보철물의 디자인과 제조에 소요되는 시간과 노력을 절감할 수 있는 효과를 가져온다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구강 스캔과 캐드 라이브러리를 이용한 치과용 임플란트 보철물 제조방법을 나타낸 공정 순서도,
도 2는 픽스처에 스캔핀을 체결한 상태에서 취득된 환자의 구강 환경 3차원 정보를 나타낸 도면,
도 3은 스캔핀에 관한 정보와 픽스처에 관한 정보 및 개별 치아 정보가 입력되어 보철물 형상이 로딩된 상태를 나타낸 도면임.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구강 스캔과 캐드 라이브러리를 이용한 치과용 임플란트 보철물 제조방법에 관하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구강 스캔과 캐드 라이브러리를 이용한 치과용 임플란트 보철물 제조방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 임플란트 보철물 제조 방법은 구강 스캔 단계(S110)와, 스캔핀 설정 단계(S120)와, 픽스처 설정 단계(S130)와, 보철물 형상 로딩 단계(S140)와, 보철물 디자인 단계(S150)와, 보철물 제조 단계(S160)를 포함한다.
본 발명에 따른 임플란트 보철물 제조 방법은 구강 스캐너를 이용하여 환자의 구강 환경에 대한 3차원 형상 정보를 취득하고, 취득된 3차원 형상 정보와 미리 라이브러리로 저장되어 있는 개별 치아의 기본 형상를 이용하여 보철물을 디자인하고 제조하는 것을 특징으로 한다.
이하 각각의 공정에 관하여 상세하게 살펴본다.
구간 스캔 단계(S110)는 환자의 구강내에서 식립된 픽스처에 스캔핀을 결합시키고 구강 스캐너를 이용하여 환자의 구강환경의 3차원 형상 정보를 취득하는 단계이다.
구강 스캔을 통하여 환자의 구강 환경에 대한 3차원 형상 정보를 취득함으로써, 인상 채득을 통하여 별도의 구강 모델을 제조하지 않더라도 3차원 형상 정보를 이용하여, 인접치아에 관한 정보와 대합치에 관한 정보를 모두 확인할 수 있다.
또한, 스캔핀에 픽스처의 다각홈의 일면과 정렬되어 있는 기준면을 구비하여 환자의 구강 환경에 관한 3차원 형상 정보가 취득될 때 스캔핀의 기준면 정보도 함께 취득되도록 한다.
스캔핀의 기준면 정보로부터 환자의 구강내에 식립된 픽스처의 방향성을 확인할 수 있게 되므로, 그에 대응하여 보철물의 형상을 생성할 수 있게 된다.
스캔핀이 픽스처에 체결되는 것이므로, 스캔핀과 픽스처의 결합면을 기준으로 픽스처의 위치를 확인할 수 있으며, 스캔핀의 기준면을 통해 픽스처의 방향을 확인할 수 있는 것인다.
스캔핀 설정 단계(S120)는 구강 스캔 단계 수행시 픽스처에 결합된 스캔핀의 정보를 입력하는 단계이다. 여기서 스캔핀의 정보라는 것은 스캔핀의 모델명을 의미한다. 개별 치아에 따라 여러 종류의 스캔핀이 사용될 수 있으므로 구강 스캔시 사용된 스캔핀의 종류를 입력하는 것이다.
캐드 시스템에 각 스캔핀의 모델에 따른 규격과 형상에 정보가 미리 저장하여, 모델명을 입력하는 것으로 3차원 영상정보의 스캔핀이 정확한 형상의 스캔핀으로 보정된다.
픽스처 설정 단계(S130)는 환자의 구강내에 식립된 픽스처에 관한 정보를 입력하는 단계이다. 픽스처에 관한 정보는 픽스처의 모델명을 의미한다. 환자의 구강환경에 따라서 개별 치아에 따라서 여러 종류의 픽스처가 사용될 수 있으므로 사용된 픽스처의 모델명을 입력하는 것이다.
각 픽스처 모델의 형상과 크기에 관한 정보도 미리 캐드 시스템에 라이브러리화하여 저장하여, 모델명을 입력하는 것만으로 픽스처의 형상을 구강환경의 3차원 형상 정보에 삽입할 수 있게 된다.
픽스처의 형상을 구강환경의 3차원 형상 정보에 삽입함에 있어서, 실제 식립된 위치와 대응되는 위치에 삽입해야 한다.
그런데, 픽스처는 스캔핀의 하단에 결합되어 있는 것이므로, 스캔핀의 하단에 정렬하여 삽입하는 것으로, 구강환경의 3차원 형상 정보에 정확한 위치에 픽스처 형상이 삽입될 수 있다.
또한, 픽스처는 상부에 다각홈을 구비하고 있어서 정확한 위치와 함께 정확한 방향으로 삽입되어야 한다. 픽스처의 방향은 상술한 스캔핀의 기준면에 정렬하는 것으로 정확한 방향으로 삽입될 수 있다.
보철물 형상 로딩 단계(S140)는 캐드 시스템에서 대상치아의 정보를 입력하여 라이브러리에 저장된 보철물 형상 정보를 로딩하고, 로딩된 보철물 형상 정보가 상기 스캔핀을 대체하도록 하는 단계이다. 여기서 보철물이란 상부 보철물과 지대주를 포함하는 것이다.
캐드 시스템 상에 개별치아 별 표준 형상에 관한 정보가 라이브러리로 저장하여, 대상치아 정보를 입력하는 것으로 그 치아의 표준 형상에 관한 정보를 취득하여, 이 정보와 함께 픽스처의 다각홈에 결합될 수 있는 하부 형상을 결합하여 기본 보철물 형상을 생성하여 로딩하는 것이다.
기본 보철물 형상은 스캔핀 형상을 대체하여 구강환경 3차원 형상 정보에 삽입된다.
기본 보철물 형상은 표준 치아 형상에서 도출된 것으로 개별 환자의 구강환경에 맞게 수정되어야 한다.
보철물 디자인 단계(S150)는 상기 보철물 형상 정보를 수정하여 환자의 구강환경에 적합한 최종 보철물의 형상을 디자인하는 단계이다.
이러한 디자인은 구강환경 3차원 형상 정보 상에서 이루어지므로, 인접 치아와의 간섭여부 및 교합 여부 등을 확인하여 수행될 수 있게 된다.
최종 보철물의 형상의 디자인인 완료되면, 이 정보로부터 보철물을 제조하는 보철물 제조 단계(S160)를 수행한다.
보철물 제조는 CAM으로 구현되는 정밀 절삭 가공 장치를 이용할 수도 있고, 3차원 형상을 출력하는 3D 프린터를 이용할 수도 있다.
본 발명에서 생성되는 최종 보철물 형상은 3차원 형상에 관한 디지털 데이터 이므로, 이 데이터를 직접 활용하여 정밀 절삭 가공 또는 3D 프린팅을 통하여 최종 보철물을 제조할 수 있다.
도 2는 픽스처에 스캔핀을 체결한 상태에서 취득된 환자의 구강 환경 3차원 정보를 나타낸 도면이고, 도 3은 스캔핀에 관한 정보와 픽스처에 관한 정보 및 개별 치아 정보가 입력되어 보철물 형상이 로딩된 상태를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 구강 환경 3차원 정보에는 스캔핀 형상이 포함되어 있는데, 이 스캔핀(100)의 형상은 스캔핀 모델을 입력하면 그 모델의 형상과 크기로 보정된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 픽스처에 관한 정보와 개별 치아 정보가 입력되면, 스캔핀의 형상을 대체하여 픽스처의 형상과 라이브러리에서 로딩된 보철물 형상(200)이 삽입된다.
이 때 이들의 삽입위치는 스캔핀의 위치에 대하여 정렬되는 것으로 보철물 형상의 하단이 스캔핀의 하단에 정렬되며, 픽스처의 상단이 스캔핀의 상단에 정렬되어, 픽스처에 보철물이 결합된 형상으로 표시된다.
S110 : 구강 스캔 단계
S120 : 스캔핀 설정 단계
S130 : 픽스처 설정 단계
S140 : 보철물 형상 로딩 단계
S150 : 보철물 디자인 단계
S160 : 보철물 제조 단계
100 : 스캔핀
200 : 보철물

Claims (7)

  1. 환자의 구강내에서 식립된 픽스처에 스캔핀을 결합시키고 구강 스캐너를 이용하여 환자의 구강환경의 3차원 형상 정보를 취득하는 구강 스캔 단계;
    상기 구강 스캔 데이터를 캐드 시스템으로 로딩한 후, 상기 스캔핀의 정보를 입력하는 스캔핀 설정 단계;
    상기 캐드 시스템에서 대상치아의 정보를 입력하여 라이브러리에 저장된 보철물 형상 정보를 로딩하고, 로딩된 보철물 형상 정보가 상기 스캔핀을 대체하도록 하는 보철물 형상 로딩 단계; 및
    상기 보철물 형상 정보를 수정하여 환자의 구강환경에 적합한 최종 보철물의 형상을 디자인하는 보철물 디자인 단계;를 포함하는 구강 스캔과 캐드 라이브러리를 이용한 치과용 임플란트 보철물 제조방법
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스캔핀 설정 단계 이후에,
    환자의 구강내에 식립된 픽스처에 관한 정보를 입력하는 픽스처 설정 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보철물 디자인 단계 이후에,
    상기 디자인된 보철물 형상정보로부터 절삭가공을 통해 보철물을 제조하는 보철물 제조 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보철물 디자인 단계 이후에,
    상기 디자인된 보철물 형상정보를 3D프린터로 출력하여 보철물을 제조하는 보철물 제조 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 구강 스캔 단계에 사용되는 스캔핀은
    픽스처의 다각홈의 일면과 정렬되어 있는 기준면을 구비하여,
    상기 구강 스캔 단계에서 취득된 구강환경의 3차원 형상 정보에 픽스처의 다각홈의 방향성에 관한 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 보철물 제조방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 보철물 형상 로딩 단계에 있어서,
    대상치아의 정보가 입력되면 그로부터 대상치아의 기본 형상에 해당하며, 식립된 픽스처에 방향성을 가지고 결합되는 보철물 기본 형상이 생성되고,
    구강환경 3차원 형상 정보에 식립된 픽스처 형상과 상기 보철물 기본 형상이 스캔핀 형상을 대체하여 표시되는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 보철물 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 픽스처 형상은
    구강환경 3차원 형상 정보 상에서,
    스캔핀과 결합되는 위치에 정렬되어 표시되며, 상기 보철물 기본 형상은 상기 픽스처에 결합되는 위치에 정렬되어 표시되는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 보철물 제조 방법.
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