KR20210149928A - 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물, 이로부터 제조된 서지컬 가이드 및 그의 제조방법 - Google Patents

서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물, 이로부터 제조된 서지컬 가이드 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은 광경화가 가능한 (메타)아크릴레이트계 우레탄 공중합체 20~50중량부; 제1 (메타)아크릴레이트 단량체 40~70중량부; 제2 (메타)아크릴레이트 단량체 4~9중량부; 광개시제 1~4중량부; 및 UV 흡수제 0.001~1중량부를 포함하는, 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물, 그로부터 제조된 서지컬 가이드 및 그의 제조방법을 제공한다.

Description

서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물, 이로부터 제조된 서지컬 가이드 및 그의 제조방법{A PHOTOCURABLE RESIN COMPOSITION FOR SURGICAL GUIDE AND SURGICAL GUIDE MADE THEREFROM AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물, 이로부터 제조된 서지컬 가이드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
치과용 임플란트 수술은 치아결손부위에 인공치아를 이식하여 손실된 치아기능을 회복하는 의료행위이다. 인공치아를 턱뼈에 고정하는 의료기기를 픽스처라 하며, 시술자는 드릴링을 통해 픽스처를 삽입하여 환자의 턱뼈에 고정하게 된다. 이 때 시술자의 숙련도에 따라 계획된 픽스처의 삽입 위치 및 각도가 바뀌게 되며, 이러한 오차는 시술된 임플란트 픽스처 및 인공치아의 내구도에 악영향을 끼치게 된다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 시술자가 시술 계획에 따라 픽스처의 삽입 위치 및 각도를 안내하는 장치인 서지컬 가이드를 도입하고자 하였다.
서지컬 가이드는 픽스처와 드릴이 통과할 수 있는 드릴 홀을 가지고 있고, 드릴 홀의 위치 및 각도를 이용하여 식립수술을 안내하는 장치이며, 시술자는 이러한 서지컬 가이드를 통해 식립오차를 최소한으로 관리하여 수술 성공율을 높일 수 있다.
다만, 기존 서지컬 가이드는 밀링 가공을 통하여 제조하였고, 밀링 가공은 제조시간이 오래걸리고 복잡한 형상을 구현하기에 무리가 있다.
이에 3D 프린팅에 적용할 수 있는 서지컬 가이드용 수지 조성물을 제조하고자 하였으나, 광조사하는 방법으로 제조되는 3D 프린팅용 서지컬 가이드의 경우, 안전성에 문제가 있을 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 적층 제조를 통해 서지컬 가이드의 제조 시간을 단축하고, 안전성 및 복잡한 형상을 구현할 수 있는 서지컬 가이드용 수지 조성물 또는 서지컬 가이드에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 정밀도 및 광안정성이 우수한 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, (메타)아크릴레이트계 우레탄 공중합체 20~50중량부; 제1 (메타)아크릴레이트계 단량체 40~70중량부; 제2 (메타)아크릴레이트계 단량체 4~9중량부; 광개시제 1~4중량부; 및 UV 흡수제 0.001~1중량부를 포함하는, 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 (메타)아크릴레이트계 단량체는 각각 다관능성 및 단관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광개시제는 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 옥심에스테르계 화합물, 아실포스핀옥사이드계 화합물 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 UV 흡수제는 페닐살리실레이트계, 벤조페논계 및 벤조트리아졸계로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 스테레오리소그래피장치, 디지털광원처리 및 광조형면경화 방식으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 3D 프린팅에 사용되는 액상 조성물일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면은 전술한 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물을 3D 프린팅으로 광조사하여 제조한 서지컬 가이드를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 서지컬 가이드는 360~405㎚의 광원에서 광조사하여 제조할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면은 (a) 전술한 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물을 준비하는 단계; (b) 상기 광경화성 수지 조성물을 3D 프린팅으로 적층하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 생성물을 세척액으로 세척하는 단계; (d) 상기 (c) 단계의 생성물을 360~405㎚의 광원으로 10~30분간 경화하는 단계;를 포함하는 서지컬 가이드의 제조방법을 제공한다.
일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상기 3D 프린팅은 360~405㎚의 광원에서 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 3D 프린팅은 스테레오리소그래피장치, 디지털광원처리 및 광조형면경화 방식으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 3D 프린팅의 z축 정밀도는 50~100㎛ 일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물은 UV 흡수제 및 광개시제의 함량을 조절하여 정밀도 및 광안정성이 우수할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예 및 비교예의 조성물의 광흡수제 함량에 따른 작업곡선(Working Curve) 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 및 비교예의 조성물을 3D 프린터를 사용하여 제조한 스캐폴드 큐브 이미지이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 " 간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 수치적 값의 범위가 기재되었을 때, 이의 구체적인 범위가 달리 기술되지 않는 한 그 값은 유효 숫자에 대한 화학에서의 표준규칙에 따라 제공된 유효 숫자의 정밀도를 갖는다. 예를 들어, 10은 5.0 내지 14.9의 범위를 포함하며, 숫자 10.0은 9.50 내지 10.49의 범위를 포함한다.
본 명세서에서 "(메타)아크릴-"은 "메타크릴-", "아크릴-" 또는 이 둘 모두를 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물
본 발명의 일 측면은, (메타)아크릴레이트계 우레탄 공중합체 20~50중량부; 제1 (메타)아크릴레이트계 단량체 40~70중량부; 제2 (메타)아크릴레이트계 단량체 4~9중량부; 광개시제 1~4중량부; 및 UV 흡수제 0.001~1중량부를 포함하는, 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물을 제공한다.
상기 조성물의 조성비가 상기 범위를 벗어나면 경화속도가 너무 느리거나, 제조된 서지컬 가이드의 물성에 결함이 발생할 수 있다.
또한, 상기 광개시제 및 UV흡수제의 함량이 상기 범위를 만족하면 상기 광경화성 수지 조성물을 3D 프린터에 적용하는 경우, z축 정밀도가 우수하며, 지속적인 광원 처리에 의한 광안정성의 저하를 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 (메타)아크릴레이트계 우레탄 공중합체와 광개시제 및 UV흡수제의 함량비가 상기 범위를 벗어나면 광경화가 충분히 일어나지 않아 물성이 저하될 수 있으며, 제조된 서지컬 가이드의 정밀도가 저하되어, 서지컬 가이드를 통한 수술 정밀도가 저하될 수 있다.
상기 제1 및 제2 (메타)아크릴레이트계 단량체는 각각 다관능성 및 단관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체일 수 있다.
상기 단관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체는 (메타)아크릴산에스테르계, (메타)아크릴레이트 실란계, 질소 함유 화합물계일 수 있으며, 구체적인 예로, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 글리세롤(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, γ -(메타)아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, γ -(메타)아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란, 테트라하이드로퍼퓨릴(메타)아크릴레이트 2-(N,N-디메틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트 및 N-메틸올(메타)아크릴아미드로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 다관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체는 2 내지 6관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
구체적인 예로, 상기 2관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체는 1,2-에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 1,12-도데탄디올 아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트(neopentylglycol adipate) 디(메타)아크릴레이트, 하이드록시피발산(hydroxyl puivalic acid) 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 (dicyclopentanyl) 디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 디(메타)아크릴레이트, 알릴(allyl)화 시클로헥실 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 헥사히드로프탈산 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메타)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메타)아크릴레이트, 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌(fluorine) 또는 비스페놀 에이 에톡시레이트 디(메타)아크릴레이트일 수 있다.
상기 3관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체는 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트 또는 프로필렌옥사이드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트일 수 있다.
상기 4관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체는 디글리세린 테트라(메타)아크릴레이트 또는 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트일 수 있으며, 상기 5관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체는 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 상기 6관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체는 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 또는 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (메타)아크릴레이트계 우레탄 공중합체는 단관능성 (메타)아크릴레이트계 또는 다관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상과 우레탄계 단량체와 공중합 결합한 공중합체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광개시제는 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 옥심에스테르계 화합물, 아실포스핀옥사이드계 화합물 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 UV 흡수제는 페닐살리실레이트계, 벤조페논계 및 벤조트리아졸계로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있으며, 예를 들어 벤조페논계 또는 벤조트리아졸계일 수 있다. 구체적인 예로, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-옥트옥시벤조페논, 2,2'-디-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-t-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-t-옥틸페닐)벤조트리아졸 또는 2,4-디-t-부틸페닐-3',5'-디-t-부틸-4'-히드록시벤조트리아졸일 수 있다.
상기 UV 흡수제가 벤조페논계인 경우, 광개시제와 잘 조합되어 제조된 서지컬 가이드의 광안정성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 UV 흡수제를 포함하여 광안정성을 향상시킬 수 있으나, 상기 UV 흡수제의 함량이 1중량부 초과이면, UV 흡수제의 용해도를 초과하여 조성물에 용해되지 않고 석출되며, 적층하고자 하는 적층두께, 즉 Z축 정밀도가 50~100㎛ 범위를 과도하게 벗어날 수 있다. 또한, 상기 UV 흡수제가 0.001중량부 미만이면, 적층하고자 하는 적층두께, 즉 Z축 정밀도가 100㎛를 벗어나며 광안정성 향상 효과가 불충분할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 “광안정성”은 가해지는 광량에 따라 적층 경화도가 얼마나 일정한지 나타내는 성질을 의미한다.
상기 조성물은 스테레오리소그래피장치, 디지털광원처리 및 광조형면경화 방식으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 3D 프린팅에 사용되는 액상 조성물일 수 있다. 따라서, 상기 3D 프린팅은 액상 수지를 사용하는 방식의 프린터를 사용하여 수행될 수 있다. 광경화성 3D 프린터는 출력을 원하는 영역에 빛을 조사하여 소재를 경화하는 방식의 프린터로, 다른 프린팅 방식에 비하여 표면 조도가 우수하고, 복잡한 형태의 구조물의 제조에 유리하다.
상기 스테레오리소그래피장치 방식은 광경화성 수지 조성물이 담긴 수조에 자외선 레이저를 투사하여 경화시키고, 이를 적층시킴으로써 성형물을 제조할 수 있다. 이러한 SLA 3D 프린팅 시 조성물의 종류에 따라 조사되는 레이저의 파장이 변경될 수 있고, 경화속도와 경화된 성형물의 강도, 표면조도 등이 달라질 수 있다.
상기 디지털광원처리 방식은 마스크 투영 이미지 경화방식으로, 광경화성 수지에 광을 선택적으로 투영하여 경화시킴으로써 구현하고자 하는 형상의 성형물을 제조할 수 있으며, 일반적으로 조형판이 하강하며 제품을 생산하는 것과 달리 조형판이 위로 이동하며 아래 방향으로 제품을 생성할 수 있다. 이 때, 빔 프로젝터로부터 제공되는 광을 3D 프린팅용 경화용 수지 조성물에 투사하여 성형물을 제조할 수 있다. 즉, 조형판에는 슬라이스 단면층 단위로 경화가 순차적으로 이루어지며3D 성형물이 제조될 수 있다.
상기 광조형면경화 방식은 고해상도로 개발된 액정표시장치인 LCD를 이미징 소스로 사용하는 방식으로서, 값이 저렴하고 대면적 고해상도 출력이 가능한 방식이다. 광조형면경화 방식은 레이저 또는 프로젝션 방식의 프린터와 비교하여 대면적 출력이 가능할 수 있다는 장점이 있으며, 한번에 많은 양을 만들 수 있어 생산성이 우수하고, 단위 출력물의 개수로 출력 시간을 나누어 보면 출력물 당 출력시간이 단축될 수 있다.
서지컬 가이드
본 발명의 다른 일 측면은 전술한 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물을 3D 프린팅으로 광조사하여 제조한 서지컬 가이드를 제공한다.
상기 서지컬 가이드는 360~405㎚의 광원에서 광조사하여 제조할 수 있으며, 예를 들어 380~400㎚일 수 있다. 상기 광조사하는 광원이 상기 범위를 벗어나는 경우, 상기 적층 제조 시 적절한 경화가 일어나지 않을 수 있어, 추후 적층제조, 세척 및 후경화의 전 과정에서 적절한 형상을 유지하기 힘들 수 있다.
또한, 상기 서지컬 가이드는 적층 제조 후, 세척 및 후경화하는 과정을 통해 완전한 서지컬 가이드의 형태를 갖출 수 있으며, 상기 후경화 시, 광원 또한 적층 제조에 사용되는 광원과 같은 범위일 수 있다.
서지컬 가이드의 제조방법
본 발명의 또 다른 일 측면은 (a) 전술한 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물을 준비하는 단계; (b) 상기 광경화성 수지 조성물을 3D 프린팅으로 적층하는 단계; (c) 상기 (b) 단계의 생성물을 세척액으로 세척하는 단계; (d) 상기 (c) 단계의 생성물을 360~405㎚의 광원으로 10~30분간 경화하는 단계;를 포함하는 서지컬 가이드의 제조방법을 제공한다.
상기 (a)단계에서 전술한 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물을 준비할 수 있다. 상기 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물의 조성 및 그 효과 등에 관해서는 전술한 것과 같다.
상기 (b) 단계에서 상기 광경화서 수지 조성물을 3D 프린팅으로 적층할 수 있고, 상기 (c) 단계에서 상기 (b) 단계의 생성물을 세척액으로 세척할 수 있다. 상기 적층 시 3D 프린팅은 360~405㎚의 광원에서 수행될 수 있으며, 예를 들어 380~400㎚일 수 있고, 상기 광조사하는 광원이 상기 범위를 벗어나는 경우, 상기 적층 제조 시 적절한 경화가 일어나지 않을 수 있어, 추후 세척하는 과정에서 적절한 형상을 유지하기 힘들 수 있다.
상기 (d) 단계에서 상기 (c) 단계의 생성물을 360~405㎚의 광원으로 10~30분간 경화할 수 있다. 상기 (d) 단계는 후경화기를 이용하여 경화할 수 있으며, 상기 (d) 단계를 포함하여 꼼꼼한 후가공을 통해 정밀한 서지컬 가이드를 제조할 수 있다.
상기 3D 프린팅은 스테레오리소그래피장치, 디지털광원처리 및 광조형면경화 방식으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 수행될 수 있으며, 상기 방식에 대한 특징 등에 관해서는 전술한 것과 같다.
상기 3D 프린팅의 z축 정밀도는 50~100㎛이며, 이 적층두께는 덴탈용 3D 프린팅에서 일반적으로 사용되는 두께이다. 상기 3D 프린팅의 z축 정밀도가 50㎛ 미만일 경우, 조성물에 가해지는 광에너지 총량 및 횟수가 증가하여 출력 속도가 느려질 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
우레탄-디메타크릴레이트(urethane dimethacrylate) 공중합체 35중량부, 비스페놀 에이 에톡시레이트 디메타릴레이트(Bisphenol A ethoxylate dimethacrylate) 55중량부, 테트라하이드로퍼퓨릴 메타크릴레이트 (Tetrahydrofurfuryl methacrylate) 6중량부, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드 (phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide) 2중량부 및 2,5-비스(5-사차-뷰틸벤족사졸-2-일)싸이오펜 (2,5-Bis(5-tert-butyl-2-benzoxazolyl)thiophene) 0.005중량부를 혼합하여 광경화성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2
우레탄-디메타크릴레이트공중합체 35중량부, 비스페놀 에이 에톡시레이트 디메타릴레이트55중량부, 테트라하이드로퍼퓨릴 메타크릴레이트 6중량부, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드 2중량부 및 2,5-비스(5-사차-뷰틸벤족사졸-2-일)싸이오펜 0.05중량부를 혼합하여 광경화성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 3
우레탄-디메타크릴레이트공중합체 35중량부, 비스페놀 에이 에톡시레이트 디메타릴레이트55중량부, 테트라하이드로퍼퓨릴 메타크릴레이트 6중량부, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드 2중량부 및 2,5-비스(5-사차-뷰틸벤족사졸-2-일)싸이오펜 0.5중량부를 혼합하여 광경화성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 4
우레탄-디메타크릴레이트공중합체 35중량부, 비스페놀 에이 에톡시레이트 디메타릴레이트55중량부, 테트라하이드로퍼퓨릴 메타크릴레이트 6중량부, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드 2중량부 및 2,5-비스(5-사차-뷰틸벤족사졸-2-일)싸이오펜 1.0중량부를 혼합하여 광경화성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1
우레탄-디메타크릴레이트공중합체 35중량부, 비스페놀 에이 에톡시레이트 디메타릴레이트55중량부, 테트라하이드로퍼퓨릴 메타크릴레이트 6중량부, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드 2중량부를 혼합하여 광경화성 수지 조성물을 제조하였다.
실험예 1: 광안정성 및 Z축 정밀도 확인
상기 실시예 및 비교예의 조성물을 한국등록특허 제1,772,999호에 개시된 3D프린터를 사용하여 작업곡선(Working Curve)를 그리도록 실험하였고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에서, 각 실시예가 목표하는 Z축 정밀도인 적층두께 50~100 μm을 구현함을 확인할 수 있다.
실시예 2~4의 경우 목표 적층두께 구현을 위한 광량 투입량이 많았으나, 기울기가 낮아 목표두께에 도달할 수 있는 광량 범위가 넓어 광안정성이 우수하였다. 광흡수제의 함량이 적은 실시예 1과 광흡수제를 포함하지 않는 비교예1의 경우 적층두께 범위는 넓었으나, 광안정성은 다른 후보군에 비해 낮았다.
이때 실시예 3과 실시예 4의 경우 적층두께 100 μm 적층 시 지나치게 오랜 시간이 필요하였고, 이에 따른 부반응으로 과경화 현상이 일어나 슬러지 같은 원치 않는 형상물이 출력되었다.
실험예 2: Z축 정밀도 구현 확인
상기 실시예 및 비교예의 조성물을 한국등록특허 제1,772,999호에 개시된 3D프린터를 사용하여, 한축의 크기가 10 mm이고 축의 두께가 1mm인 스캐폴드 큐브를 제조하여 도 2에 나타내었고, 이소프로필알콜을 이용하여 세척한 후, 380~400㎚의 광원을 장착한 후경화기를 이용하여 20분 경화한 시편을 5회 제조하여, 1축과 2축 두께의 평균값을 도 2 및 하기 표 1에 나타내었다.
시료 [mm] 1축 2축
측정치 오차 측정치 오차
비교예1 4.0s 1.037 0.037 1.111 0.111
실시예1 3.3s 0.963 0.037 1.029 0.029
실시예2 5.6s 1.022 0.022 1.040 0.040
실시예3 9s 0.985 0.015 1.030 0.030
실시예4 15s 1.014 0.014 1.037 0.037
도 2 및 상기 표 1을 참고하면, UV 흡수제의 포함 유무에 따라 축의 두께가 변화하여 z축 정밀도에 차이가 있음을 확인할 수 있다. 1축 측정치의 경우 비교예와 모든 실시예에서 z축 두께가 설계치수와의 오차가 0.040mm 이하로 나타났다. 그러나 2축 측정치의 경우, UV 흡수제를 포함하는 실시예 1~4는 모두 오차가 0.040mm 이하로 나타났으나, UV흡수제를 전혀 포함하지 않은 비교예1은 오차가 0.100mm 이상으로 나타나 z축 정밀도가 미흡하였다. 따라서 UV흡수제를 포함하여 광안정성을 개선할 수 있음을 확인할 수 있다.전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. (메타)아크릴레이트계 우레탄 공중합체 20~50중량부;
    제1 (메타)아크릴레이트계 단량체 40~70중량부;
    제2 (메타)아크릴레이트계 단량체 4~9중량부;
    광개시제 1~4중량부; 및
    UV 흡수제 0.005~1중량부를 포함하는, 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 (메타)아크릴레이트계 단량체는 각각 다관능성 및 단관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체인, 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광개시제는 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합
    물, 비이미다졸계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 옥심에스테르계 화합물, 아실포스핀옥사이드계 화합물 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 하나인, 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 UV 흡수제는 페닐살리실레이트계, 벤조페논계 및 벤조트리아졸계로 이루어진 군에서 선택된 하나인, 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 스테레오리소그래피장치, 디지털광원처리 및 광조형면경화 방식으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 3D 프린팅에 사용되는 액상 조성물인, 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물을 3D 프린팅으로 광조사하여 제조한, 서지컬 가이드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서지컬 가이드는 360~405㎚의 광원에서 광조사하여 제조한, 서지컬 가이드.
  8. (a) 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물을 준비하는 단계;
    (b) 상기 광경화성 수지 조성물을 3D 프린팅으로 적층하는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계의 생성물을 세척액으로 세척하는 단계; 및
    (d) 상기 (c) 단계의 생성물을 360~405㎚의 광원으로 10~30분간 경화하는 단계;를 포함하는 서지컬 가이드의 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상기 3D 프린팅은 360~405㎚의 광원에서 수행되는, 서지컬 가이드의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 3D 프린팅은 스테레오리소그래피장치, 디지털광원처리 및 광조형면경화 방식으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 수행되는, 서지컬 가이드의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 3D 프린팅의 z축 정밀도는 50~100㎛인, 서지컬 가이드의 제조방법.
KR1020200066268A 2020-06-02 2020-06-02 서지컬 가이드용 광경화성 수지 조성물, 이로부터 제조된 서지컬 가이드 및 그의 제조방법 KR102373393B1 (ko)

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