KR20220109365A - 구강 모형 및 이의 제조방법 - Google Patents

구강 모형 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20220109365A
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남옥형
이현종
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Abstract

본 기술은 치아 발거 시술 교육에 활용될 수 있는 구강 모형 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 기술에 따르면, 구강 내 매복된 과잉치를 실제와 유사하게 재현할 수 있으며, 과잉치 제거 수술의 실습 효과를 높일 수 있으며, 임상적 숙련도를 향상시킬 수 있다. 또한, CAD와 같은 컴퓨터 프로그램과 3D 프린팅 기술을 활용하여 개별 환자 맞춤형 구강 모형을 경제적이며 용이하게 제작할 수 있다.

Description

구강 모형 및 이의 제조방법{A ORAL MODEL AND A METHOD FOR THE SAME}
본 기술은 치아 발거 시술 교육에 활용될 수 있는 구강 모형 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
구강 모형은 치과 계통의 교육기관, 병원, 세미나 등에서 실습을 위해 사용되는 것이다. 이러한 구강 모형은 임플란트, 발치, 교정, 잇몸 질환 치료 등의 치과 치료 교육과정에서 실습생들이 실제 시술을 하기 전에 실습용으로 주로 사용된다.
한편, 과잉치(supernumerary tooth)는 앞니, 송곳니, 어금니 등 각 치종의 정해진 수 이상으로 더 많이 발생한 치아를 뜻하는데, 사람의 경우 대구치부 맨 뒤쪽이나 위턱 가운데 쪽의 절치부에서 주로 발생한다. 유치열기에 발생한 과잉치는 영구치의 맹출을 방해할 수 있으며, 입안에 치아가 배열될 공간이 부족하게 되어 총생과 같은 부정교합이 발생할 수 있다. 또한 인접치의 치근을 흡수하거나 낭종을 형성할 수 있으며, 비강, 상악동, 경구개로 함입되거나 신경을 압박하여 지각이상을 초래할 수도 있다. 따라서, 과잉치에 의하여 합병증이 발생하기 전에 제거해주는 것이 바람직하다.
그러나, 매복된 과잉치 제거 수술은 현재로서는 실제 환자를 대상으로 많은 임상 경험을 통하여 숙련하는 방법밖에는 없으나, 이는 환자군 모집의 어려움뿐만 아니라 윤리적인 문제로 인하여 쉽게 진행되기 어렵다는 문제가 있다.
이러한. 문제를 해결하기 위해 구강 모형을 이용하는 방법을 고려해 볼 수 있으나, 종래 구강 모형은 주로 임플란트나 단순 발치와 같은 시술의 실습에만 적용될 수 있으며, 영구 전치부 치아와 근접하여 매복해 있는 과잉치를 실제와 유사하게 재현하기 어려워 과잉치 제거 수술의 실습용으로 사용하기에는 적합하지 않다는 문제가 있다.
국내 등록실용신안 제20-0422578호, 교육용 임플란트 치아모형
본 기술은 구강 내 매복되어 있는 치아의 발치 실습에 사용할 수 있는 구강 모형을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.
또한, 본 기술은 상기 구강 모형의 제조방법을 제공하는 것을 다른 하나의 목적으로 한다.
본 기술은 매복 공간이 형성되어 있는, 구강의 상악 또는 하악 형상의 본체; 상기 매복 공간의 내부에 위치하고, 상기 매복 공간의 내측면과 일정 이격 거리를 두고 배치되는 제거 대상 치아; 및 상기 제거 대상 치아를 본체의 매복 공간 내에서 지지하는 지지부;를 포함하는 구강 모형을 제공한다.
또한, 본 기술은 (S1) 제거 대상 치아 및 일정 이격 거리를 두고 제거 대상 치아를 둘러싸는 매복 공간을 형성하는 단계; (S2) 상기 매복 공간으로 둘러싸인 제거 대상 치아를 구강의 상악 또는 하악 형상의 본체에 배치하는 단계; (S3) 상기 제거 대상 치아와 상기 매복 공간의 내측면을 연결하는 지지부를 배치하는 단계; (S4) 3차원 구강 모형의 데이터를 생성하는 단계; 및 (S5) 상기 생성된 3차원 구강 모형 데이터를 이용하여 기계 가공을 통해 구강 모형을 제조하는 단계;를 포함하는 구강 모형의 제조방법을 제공한다.
상술한 본 기술의 일측면에 따르면, 구강 내 매복된 과잉치를 실제와 유사하게 재현할 수 있으며, 과잉치 제거 수술의 실습 효과를 높일 수 있으며, 임상적 숙련도를 향상시킬 수 있다. 또한, CAD와 같은 컴퓨터 프로그램과 3D 프린팅 기술을 활용하여 개별 환자 맞춤형 구강 모형을 경제적이며 용이하게 제작할 수 있다.
도 1은 본 기술에 따른 구강 모형의 외부 형상을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 구강 모형의 A-A`의 선을 따라 절단한 면을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 기술에 따른 구강 모형의 실물 사진이다.
본 기술에 따른 구강 모형은 매복 공간이 형성되어 있는, 구강의 상악 또는 하악 형상의 본체; 상기 매복 공간의 내부에 위치하고, 상기 매복 공간의 내측면과 일정 이격 거리를 두고 배치되는 제거 대상 치아; 및 상기 제거 대상 치아를 본체의 매복 공간 내에서 지지하는 지지부;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 이격 거리는 0.01 내지 2.0 mm인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.05 내지 1.5 mm, 보다 더 바람직하게는 0.1 내지 1.0 mm이다.
상기 매복 공간 및 제거 대상 치아는 복수 개로 존재할 수 있다.
본 기술에 따른 구강 모형은 상기 매복 공간의 유체를 본체 외부로 배출하는 연통로를 더 포함할 수 있다.
본 기술에 따른 구강 모형의 제조방법은 (S1) 제거 대상 치아 및 일정 이격 거리를 두고 제거 대상 치아를 둘러싸는 매복 공간을 형성하는 단계; (S2) 상기 매복 공간으로 둘러싸인 제거 대상 치아를 구강의 상악 또는 하악 형상의 본체에 배치하는 단계; (S3) 상기 제거 대상 치아와 상기 매복 공간의 내측면을 연결하는 지지부를 배치하는 단계; (S4) 3차원 구강 모형의 데이터를 생성하는 단계; 및 (S5) 상기 생성된 3차원 구강 모형 데이터를 이용하여 기계 가공을 통해 구강 모형을 제조하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 이격 거리는 0.01 내지 2.0 mm인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.05 내지 1.5 mm, 보다 더 바람직하게는 0.1 내지 1.0 mm이다.
상기 (S3) 단계는 상기 매복 공간의 유체를 본체 외부로 배출하는 연통로를 배치하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 (S1) 내지 (S4) 단계는 CAD 프로그램을 이용할 수 있다.
상기 (S5) 단계의 기계 가공은 3D 프린터를 이용하는 것일 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 기술에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 기술의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 기술의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 기술의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 기술의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 기술의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 본 기술에 따른 구강 모형(10)은 매복 공간(120)이 형성되어 있는, 구강의 상악 또는 하악 형상의 본체(100); 상기 매복 공간(120)의 내부에 위치하고, 상기 매복 공간(120)의 내측면과 일정 간격으로 이격되어 배치되는 제거 대상 치아(140); 및 상기 제거 대상 치아(140)를 본체(100)의 매복 공간(120) 내에서 지지하는 지지부(150)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
본 기술에 따른 구강 모형(10)의 본체(100)는 인체 구강의 상악 또는 하악의 형상을 구현한 것이다. 상기 본체(100)는 치조골부(110)와 매복 공간(120)이 형성되어 있을 수 있다.
상기 치조골부(110)는 상기 본체(100)에서 치아(130)가 위치하는 부분이다. 상기 치조골부(110)는 별도로 형성되어 본체(100)에 결합되거나 본체와 일체로 형성될 수도 있다. 치조골부(110)는 본체(100)의 원호상의 측 가장자리로부터 소정간격을 둔 안쪽에, 원호를 따라 형성된다. 도 2에 도시한 바와 같이, 치조골부(110)와 치아(130)는 본체(100)와 일체의 형태로 형성될 수 있으며, 개별적으로 형성되어 결합된 것일 수도 있다. 개별적으로 형성되는 경우, 치조골부(110)는 치아(130)가 결합될 수 있도록 홈이 형성될 수 있다.
상기 매복 공간(120)은 제거 대상 치아(140)가 배치되는 공간으로, 요구되는 실습 조건에 따라 본체(100)에 내부에 자유롭게 위치시킬 수 있다.
상기 치아(130)는 본체(10)의 치조골부(110)에 결합되며, 인체의 구강 구조와 유사한 형태를 재현하기 위하여 결합 위치에 따라 절치, 견치, 소구치, 대구치 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다.
상기 제거 대상 치아(140)는 구강 내로 맹출하여야 할 시기가 지나도 맹출하지 않고 구강 점막 또는 악골 내에 묻혀있는 매복치 또는 과잉치를 의미한다. 본 기술에 따른 구강 모형에서 상기 제거 대상 치아(140) 제거 수술 실습의 대상이 될 수 있다. 제거 대상 치아(140)는 본체(100)의 매복 공간(120) 내부에 위치하며, 매복 공간(140)의 내측면과 일정 이격 거리를 두도록 배치된다. 상기 이격 거리가 지나치게 긴 경우, 매복 공간(120)을 개방하는 것만으로도 제거 대상 치아(140)가 쉽게 발치될 수 있어, 오히려 실습 효과가 감소할 수 있으며, 이격 거리가 지나치게 짧은 경우, 본체(100)와 제거 대상 치아(140)가 직접 맞닿아 있을 수 있어, 실습 시 제거 대상 치아(140)의 발치가 잘 이루어지지 않을 수 있다.
상기 이격 거리는 바람직하게 0.01 내지 2.0 mm일 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.05 내지 1.5 mm, 보다 더 바람직하게는 0.1 내지 1.0 mm일 수 있다. 이와 같이 제거 대상 치아(140)를 매복 공간(120)의 내측면과 일정 간격으로 이격시킴으로써, 본체(100)와 제거 대상 치아(140)가 직접 결합되어 실습 시 제거 대상 치아(140)의 발치가 제대로 이루어지지 않는 것을 방지하고, 실제 환자를 대상으로 임상 실습을 하는 것과 유사하게 기능할 수 있도록 한다.
상기 매복 공간(120) 및 제거 대상 치아(140)는 요구되는 실습 조건에 따라 복수 개로 구성될 수 있다.
상기 지지부(150)는 상기 제거 대상 치아(140)을 본체(100)에 고정시키는 부재로, 이에 제한되는 것은 아니나, 단면이 원, 삼각, 사각, 오각 등인 기둥 형태일 수 있으며, 복수 개로 형성될 수 있다. 지지부(150)는 필요한 범위 내에서 단면적을 최소화하여 형성하는 것이 바람직하다. 지지부(150)의 단면적이 넓을 경우, 구강 모형(10)에서 제거 대상 치아(140)가 본체에 강하게 결합 되어 실습 시 제대로 발치가 되지 않는 등 실습 효과가 떨어질 수 있다.
상기 지지부(150)는 본체(100), 단일 소재를 이용하여 제거 대상 치아(140)와 일체로 제작될 수 있으나, 별도로 제작되어 결합되는 것일 수도 있다.
본 기술에 따른 구강 모형(10)의 본체(100), 치아(130), 제거 대상 치아(140), 지지부(150)는, 이에 제한되는 것은 아니나, 탄성을 가지는 연질의 합성수지, 플라스틱, 레진, 고무, 실리콘 등의 소재를 단일 또는 혼용하여 제작된 것일 수 있다.
본 기술에 따른 구강 모형(10)은 상기 매복 공간(120)의 유체를 본체 외부로 배출하는 연통로(160)를 더 포함할 수 있다. 이는 합성수지, 레진, 실리콘 등의 소재를 이용하여 구강 모형(10) 제조할 경우, 매복 공간(120)과 제거 대상 치아(140) 사이의 빈 공간에 남아 있는 소재 또는 불순물을 세척액으로 세척할 수 있도록 하기 위함이다.
한편, 본 기술에 따른 구강 모형(10)의 제조방법은 (S1) 제거 대상 치아(140) 및 일정 이격 거리를 두고 제거 대상 치아(140)를 둘러싸는 매복 공간(120)을 형성하는 단계; (S2) 상기 매복 공간(120)으로 둘러싸인 제거 대상 치아(140)를 구강의 상악 또는 하악의 형상의 본체(100)에 배치하는 단계; (S3) 상기 제거 대상 치아(140)와 상기 매복 공간(120)의 내측면을 연결하는 지지부(150)를 배치하는 단계; (S4) 3차원 구강 모형의 데이터를 생성하는 단계; 및 (S5) 상기 생성된 3차원 구강 모형 데이터를 이용하여 기계 가공을 통해 구강 모형(10)을 제조하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 (S1) 단계는 실습의 대상이 되는 제거 대상 치아(140)를 형성하고, 상기 제거 대상 치아(140)의 표면과 일정 거리로 이격된 위치에 매복 공간을 피막구조 또는 캡슐과 같은 형태로 제거 대상 치아(140)를 둘러싸도록 형성하는 단계이다. 상기 제거 대상 치아(140)는 직접 치아의 형태를 설계하거나, 실제 시술 대상 환자의 구강 정보로부터 획득한 매복치 또는 과잉치의 형태를 이용하거나, 또는 기존에 미리 설계된 형태를 이용할 수도 있다.
상기 이격 거리는 바람직하게 0.01 내지 2.0 mm일 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.05 내지 1.5 mm, 보다 더 바람직하게는 0.1 내지 1.0 mm일 수 있다. 이와 같이 제거 대상 치아(140)를 매복 공간(120)의 내측면과 일정 간격으로 이격시킴으로써, 본체(100)와 제거 대상 치아(140)가 직접 결합되어 실습 시 제거 대상 치아(140)의 발치가 제대로 이루어지지 않는 것을 방지하고, 실제 환자를 대상으로 임상 실습을 하는 것과 유사하게 기능할 수 있도록 한다.
상기 (S2) 단계는 상기 매복 공간(120)으로 둘러싸인 제거 대상 치아(140)를 본체(100)에 배치하는 단계이다. 상기 본체(100)는 인체의 구강의 상악 또는 하악의 형상인 것으로, 치아(130), 치조골(110)을 포함하는 형태일 수 있으며, 상기 제거 대상 치아(140)와 마찬가지로, 직접 설계하거나, 실제 시술 대상 환자의 구강 정보로부터 획득한 상악 또는 하악의 형태를 이용하거나, 또는 기존에 미리 설계된 형태를 이용할 수도 있다.
상기 (S3) 단계는 상기 제거 대상 치아(140)와 상기 매복 공간(120)의 내측면을 연결하는 지지부(150)를 배치하는 단계이다. 상기 지지부(150)는 상기 제거 대상 치아(140)를 본체(100)에 고정시키는 역할을 하며, 이에 제한되는 것은 아니나, 단면이 원, 삼각, 사각, 오각 등인 기둥 형태일 수 있으며, 복수 개로 배치될 수 있다. 지지부(150)는 필요한 범위 내에서 단면적을 최소화하여 형성하는 것이 바람직하다. 지지부(150)의 단면적이 넓을 경우, 제조된 구강 모형(10)에서 제거 대상 치아(140)가 본체에 강하게 결합 되어 실습 시 제대로 발치가 되지 않는 등 실습 효과가 떨어질 수 있다.
이와 같이 매복 공간(120)으로 둘러싸인 제거 대상 치아(140)를 본체(100)에 지지부(150)을 이용하여 배치함으로써, 실제와 유사한 매복치 또는 과잉치가 있는 구강 모형을 설계할 수 있다.
상기 (S3) 단계는 상기 매복 공간(120)의 유체를 본체 외부로 배출하는 연통로를 배치하는 것을 더 포함할 수 있다. 이는 합성수지, 레진, 실리콘 등의 소재를 이용하여 구강 모형(10) 제조할 경우, 매복 공간(120)과 제거 대상 치아(140) 사이의 빈 공간에 남아 있는 소재 또는 불순물을 세척액으로 세척할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 (S4) 단계는 상기 (S1) 내지 (S3) 단계를 통하여 설계된 구강 모형(10)의 3차원 데이터를 생성하는 단계이다. 상기 (S1) 내지 (S4) 단계는 CAD(computer-aided design) 프로그램을 이용하여 수행될 수 있으며, 구강 모형(10)의 형상 정보를 디지털 데이터로 설계하고 제작할 수 있다.
상기 (S5) 단계는 상기 생성된 3차원 구강 모형(10) 데이터를 이용하여 기계 가공을 통해 구강 모형(10)을 제조하는 단계이다. 구강 모형(10)의 본체(100), 치아(130), 제거 대상 치아(140), 지지부(150)는, 이에 제한되는 것은 아니나, 탄성을 가지는 연질의 합성수지, 플라스틱, 레진, 고무, 실리콘 등의 소재를 단일 또는 혼용하여 제작된 것일 수 있다.
한편, 상기 기계 가공은 이에 제한되는 것은 아니나, 3D 프린터를 이용하는 것일 수 있다. 3D 프린터를 이용할 경우, 생성된 3차원 구강 모형 데이터를 이용하여 3D 프린터에 의해 구강 모형(10)을 형성한다. 3D 프린터는, 입력된 구강 모형(10)의 데이터에 근거하여, 한층씩, 상기의 의치상용 재료를 적층함으로써 구강 모델(10)을 성형한다. 3D 프린터는, 광조형 방식, 분말 소결 적층 방식, 열용해 적층 방식 및 잉크젯 방식 중 어떤 방식을 채용한 것이어도 된다.
3D 프린터를 이용하여 구강 모델(10)을 형성하는 경우, 본체(100), 치조골부(110), 매복 공간(120), 치아(130), 제거 대상 치아(140), 지지부(150)를 포함하여 구강 모델(10) 전체를 3D 프린터만으로 성형할 수 있다.
이로써, 수작업 등에 의한 매복 공간(120), 제거 대상 치아(140) 등을 성형하거나 수정하는 공정을 없앨 수 있거나, 최소한으로 할 수 있다.
특히, 본 기술의 구강 모형(10)은 본체(100)에 제거 대상 치아(140)을 배치시 별도의 내부 공간(120)을 두고 제거 대상 치아(140)가 본체(100)와 이격되도록 하고, 일부분만이 지지부(150)로 연결되도록 설계함으로써, 3D 프린터를 이용하는 경우, 단일 소재만을 이용하여 성형하더라도, 이와 같이, 본체(100)와 제거 대상 치아(140)가 분리된 구조로 형성되기 때문에, 실습에 적합한 매복치 또는 과잉치가 있는 구강 모형을 제조할 수 있다.
이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 기술의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 기술의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.
10 - 구강 모형 100 - 본체
110 - 치조골부 120 - 매복 공간
130 - 치아 140 - 제거 대상 치아
150 - 지지부 160 - 연통

Claims (5)

  1. (S1) 제거 대상 치아 및 일정 이격 거리를 두고 제거 대상 치아를 둘러싸는 매복 공간을 형성하는 단계;
    (S2) 상기 매복 공간으로 둘러싸인 제거 대상 치아를 구강의 상악 또는 하악 형상의 본체에 배치하는 단계;
    (S3) 상기 제거 대상 치아와 상기 매복 공간의 내측면을 연결하는 지지부를 배치하는 단계;
    (S4) 3차원 구강 모형의 데이터를 생성하는 단계; 및
    (S5) 상기 생성된 3차원 구강 모형 데이터를 이용하여 기계 가공을 통해 구강 모형을 제조하는 단계;를 포함하는 구강 모형의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이격 거리는 0.1 내지 2.0 mm인 것을 특징으로 하는, 구강 모형의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (S3) 단계는 상기 매복 공간의 유체를 본체 외부로 배출하는 연통로를 배치하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 구강 모형의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (S1) 내지 (S4) 단계는 CAD 프로그램을 이용하는 것을 특징으로 하는, 구강 모형의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (S5) 단계의 기계 가공은 3D 프린터를 이용하는 것을 특징으로 하는 구강 모형의 제조방법.
KR1020220090754A 2019-10-10 2022-07-22 구강 모형 및 이의 제조방법 KR102476397B1 (ko)

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