KR20220137579A - 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 내측면으로 삽입되는 임플란트 픽스츄어와, 상기 삽입되는 픽스츄어를 향해서 내면측으로 UV 광이 조사되게 구성된 UV 램프부와, 상기 UV 램프부와 결합하며 상기 픽스츄어가 장착되는 거치대와, 상기 UV 램프부를 지지하고 상기 거치대와 결합하여 상기 거치대를 상승시켜 상기 픽스츄어가 상기 UV 램프부에 삽입되게 하거나 상기 거치대를 하강시켜 상기 픽스츄어가 상기 UV 램프부와의 결합을 해제하는 램프 지지부를 포함하는 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치를 제공한다.
Description
본 발명은 자외선 조사장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 임플란트는 본래의 인체조직이 상실되었을 때, 인체조직을 대신 할 수 있는 대치물을 의미하지만, 치과에서는 인공으로 만든 치아를 이식하는 것을 말한다. 즉, 상실된 치근을 대신할 수 있도록 인체에 거부반응이 없는 재질로 만든 픽스츄어를 치아가 빠져나간 치조골에 심은 뒤, 인공치아를 고정시켜 치아의 기능을 회복하도록 하는 기술이다.
일반 보철물이나 틀니의 경우 시간이 지나면 주위 치아와 뼈가 상하지만, 임플란트는 주변 치아조직의 손상을 방지할 수 있으며 이차적인 충치 발생요인이 없기 때문에 안정적으로 사용할 수 있다. 또한, 상기 임플란트는 자연 치아와 동일한 구조를 가지므로 잇몸의 통증 및 이물감이 전혀 없으며, 관리만 잘하면 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
여기서, 상기 임플란트 시술과정은 픽스츄어(fixture)를 치조골에 식립하는 1차 시술과, 픽스츄어가 치조골에 골융합되는 시간(3~6개월)을 기다린 후 최종보철물(crown)을 고정시키는 2차 시술을 포함한다.
이때, 상기 치아 임플란트에 사용되는 재료는 인간의 생체 조직에 대하여 매우 안정적인 생체 친화 재료로 제작되어야 할 뿐만 아니라 인체 부작용, 기타 화학적 또는 생화학적 반응성이나 인체 거부 반응이 없어야 한다.
따라서, 상기 임플란트의 적절한 소재로서 다양한 금속 및 합금의 개발이 시도되고 있으나, 현재는 티타늄 금속이나 티타늄 합금이 주로 이용되고 있으나, 더욱 개선된 인체 안정성 확보에 대한 필요성이 요구되고 있다.
특히, 친수성이 높은 표면을 가진 임플란트가 생체 용액, 세포 및 조직들과의 상호 작용에 유리한 것으로 알려져 있다.
이에, 최근 들어 내부에 상기 임플란트 픽스츄어를 장착한 후 자외선을 조사하여 표면에 부착된 유기 오염물을 제거하면서도 표면 개질을 개선할 수 있는 표면처리용 자외선 조사장치가 일부 개시되었다.
그러나, 선행기술에서 제시된 표면 처리용 자외선 조사장치는 냉각장치의 구성이 필요하여 보다 컴팩트한 구성으로 장치의 소형화한 사용자의 편의성이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 거치대의 open 또는 close에 따라 UV 램프와 삽입되어 결합하여 UV 조사되므로 조사 및 표면 처리에 짧은 시간이 소요되어 장치의 소형화 및 컴팩한 구성을 도모하면서도 임플란트 표면 친수성을 극대화할 수 있는 임플란트 표면 처리용 자외서 조사장치및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 본 발명은, 내측면으로 삽입되는 임플란트 픽스츄어와, 상기 삽입되는 픽스츄어를 향해서 내면측으로 UV 광이 조사되게 구성된 UV 램프부와, 상기 UV 램프부와 결합하며 상기 픽스츄어가 장착되는 거치대와, 상기 UV 램프부를 지지하고 상기 거치대와 결합하여 상기 거치대를 상승시켜 상기 픽스츄어가 상기 UV 램프부에 삽입되게 하거나 상기 거치대를 하강시켜 상기 픽스츄어가 상기 UV 램프부와의 결합을 해제하는 램프 지지부를 포함하는 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치를 제공한다.
또한, 상기 UV 램프부는, 상기 거치대에 안착되는 픽스츄어를 내부에 수용하는 공간으로서 앰플부와, 상기 앰플부를 도넛 형태로 외부에서 감싸면서 커버하는 UV 램프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 거치대의 open 또는 close 시에 상기 UV 램프부의 내부의 오존을 측정하는 오존 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 UV 램프부와 연결되고 상기 UV 램프부의 공기에서 오존을 제거하는 활성탄 필터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 오존센서를 통해 측정된 잔류 오존 농도를 제공받아 DC 펌프를 구동시켜 상기 UV 램프부의 공기에서 상기 활성탄 필터를 통해 오존이 제거된 공기를 배출하게 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 사용자 식별 인증과 설정된 자외선 조사장치의 사용횟수 인증을 위한 사용자인증부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 거치대는 상기 픽스츄어가 결합되는 나사탭 드라이버와, 하부는 원판형으로 상기 나사탭 드라이버와 결합되어 지지하는 지지판과 수직방향으로 상기 UV 램프부와의 결합을 위해 상승 또는 하강하는 측면판을 구비한 드라이버 홀더 브라켓을 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은, 10초 이내의 비교적 짧은 시간을 통해 픽스츄어(f)의 표면 개질능 및 살균 세정력이 현저히 개선되고, 임플란트 식립의 전반적인 과정이 신속하게 수행될 수 있게 한다.
이를 통해, 짧은 조사 및 표면 처리에 따른 냉각장치가 필요없어, 이에 따라 조사장치의 소형화 및 컴팩한 구성을 도모할 수 있다.
또한, 거치대의 open 또는 close에 따라 UV 램프 내에 픽스츄어가 삽입되어 결합하여 UV 조사되므로 임플란트 표면 친수성을 극대화할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치(100)의 구성을 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 자외선 조사장치(100)에서 각각 (a)거치대 open과, (b) 거치대 close 과정을 나타낸 도면,
도 3은 도 1의 자외선 조사장치(100)에서 UV 램프부(210)을 보다 자세히 나타낸 것으로, 각각 (a)사진 이미지, (b) 측단면도,
도 4는 도 1의 자외선 조사장치(100)에서 UV 램프부(210)을 보다 자세히 나타낸 내부 측단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치(100)의 구성을 나타낸 기능블럭도,
도 6은 도 5의 자외선 조사장치(100)를 이용한 임플란트 표면 개질 시험 과정을 나타낸 도면,
도 7은 도 5의 자외선 조사장치(100)의 동작 과정을 나타낸 플로우차트,
도 8은 도 7에서의 자외서 조사장치(100)의 동작 과정의 표시한 디스플레이 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 2는 도 1의 자외선 조사장치(100)에서 각각 (a)거치대 open과, (b) 거치대 close 과정을 나타낸 도면,
도 3은 도 1의 자외선 조사장치(100)에서 UV 램프부(210)을 보다 자세히 나타낸 것으로, 각각 (a)사진 이미지, (b) 측단면도,
도 4는 도 1의 자외선 조사장치(100)에서 UV 램프부(210)을 보다 자세히 나타낸 내부 측단면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치(100)의 구성을 나타낸 기능블럭도,
도 6은 도 5의 자외선 조사장치(100)를 이용한 임플란트 표면 개질 시험 과정을 나타낸 도면,
도 7은 도 5의 자외선 조사장치(100)의 동작 과정을 나타낸 플로우차트,
도 8은 도 7에서의 자외서 조사장치(100)의 동작 과정의 표시한 디스플레이 화면을 캡쳐한 도면이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치에 대하여 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치(100)의 구성을 나타낸 사시도, 도 2는 도 1의 자외선 조사장치(100)에서 각각 (a)거치대 open과, (b) 거치대 close 과정을 나타낸 도면, 도 3은 도 1의 자외선 조사장치(100)에서 UV 램프부(210)을 보다 자세히 나타낸 것으로, 각각 (a)사진 이미지, (b) 측단면도, 도 4는 도 1의 자외선 조사장치(100)에서 UV 램프부(210)을 보다 자세히 나타낸 내부 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치(100)는, 하부의 본체 바디(300)와, 상기 본체 바디(300)의 상부에 배치되는 UV 램프를 이용한 임플란트 표면 처리부(200)로 구성될 수 있다.
먼저, 하부에 위치하는 본체 바디(300)에는 전면에 설치되고 LCD 등으로 구성되는 디스플레이부(120)와, 상부에 사용자 인증을 위한 사용자 인증부(110)가 구비된다. 이때, 사용자 인증부(110)는 RFID 카드와 리더기 형태로 구성될 수 있으며, 카드 인식을 통한 상기 자외선 조사장치의 사용자 식별과 사용횟수 설정에 따른 사용횟수 제한이 가능한다. 또한, 본체 바디(300)에는 디스플레이부(120), 사용자 인증부(110) 이외에도 전장 파트로서 오존센서, 제어부, DC 펌프, 안정기, 활성탄 필터 등이 더 구비될 수 있다. 또한, 본체 바디(300)의 통신모듈을 통한 무선통신하는 외부 단말기(400)를 통해 자외선 조사장치(100)를 제어할 수 있다. 가령, 편의 기능으로 서비스 서버와 연계하여 모바일 앱(어플리케이션 프로그램)등으로 다운로드 받아 사용자 인증, 장치 동작 및 원격제어가 가능하다. 이러한 모바일 앱에서는 UV 개질 총횟수와 남은 횟수를 알 수 있게 하거나 오존 발생시 알람 설정 등의 기능이 제공될 수 있다.
상기 본체 바디(300)에는 UV 램프를 이용한 임플란트 표면 처리부(200)가 배치되는데, 임플란트 표면 처리부(200)는 거치대에 장착되는 임플란트 픽스츄어(f)(이하, 픽스츄어라 한다)의 표면에 자외선(UV)이 조사됨에 따라 친수성 표면 개질이 가능하게 한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 임플란트 표면 처리부(200)는 내측면으로 UV 광을 조사하는 UV 램프부(210)와, 상기 UV 램프부(210)와 결합하며 픽스츄어(f)가 장착되는 거치대(220)와, 상기 UV 램프부(210)를 지지하고 상기 거치대(220)와 결합하여 상기 거치대(220)를 상승시켜 상기 픽스츄어(f)가 상기 UV 램프부(210)에 장착되게 하거나 상기 거치대(220)를 하강시켜 상기 픽스츄어(f)가 상기 UV 램프부(210)와의 장착을 해제하는 램프 지지부(230)를 구비한다.
여기서, 상기 거치대(220)는 상기 픽스츄어(f)가 나사 결합 또는 홈/돌기 결합 등의 형태로 결합되는 나사탭 드라이버(221)와, 상기 나사탭 드라이버를 커버하는 드라이버 홀더와, 하부는 원판형으로 상기 드라이버 홀더와 홈/돌기 방식으로 결합되어 지지하는 지지판과 수직방향으로 상기 UV 램프부(210)와의 결합을 위해 상승 또는 하강하는 측면판을 구비한 드라이버 홀더 브라켓(222)을 구비한다. 이때, 거치대(220)를 구성하는 나사탭 드라이버(221), 드라이버 홀더, 드라이버 홀더 브라켓(222)은 알루미늄(Al) 등의 금속 재질이 바람직하다.
또한, 상기 램프 지지부(230)는 상기 거치대(220)의 드라이버 홀더 브라켓(222)이 상승 또는 하강하는 수직 이동통로로서 가이드부(미도시)을 형성할 수 있다. 이때 수직 이동통로로서 가이드부는 레일 형태로서 구현되고 볼스크류 또는 LM 가이드 방식으로 구동시키는 모터가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 UV 램프부(210)는 UV 램프를 통해 내부로 자외선을 조사하는데, 외부 하우징으로 램프 케이스 바디(214)와, 바디의 상부에 형성되는 램프 케이스 탑(215)을 구비한다. 이렇게 외부하우징된 UV 램프부(210)는 램프 지지부(230)와 결합되어 지지되는데, 램프 지지부(230)의 수직 지지대인 가이드부와 결합되는 케이스 바디 브라켓(231)과 상기 케이스 바디 브라켓(231)과 상기 UV 램프부(210)의 램프 케이스 바디(214)를 핀 구조로 수평 연결하는 케이스 바디 가이드 핀(232)을 구비한다. 이렇게 케이스 바디 브라켓(231)과 4개의 케이스 바디 가이드 핀(232)을 을 통해 상기 UV 램프부(210)는 상기 램프 지지부(230)에 연결되고 결합된다.
또한, UV 램프부(210)는, 도넛 형태의 중공부를 갖는 UV 램프(211)와, 상기 UV 램프(211)의 중공부에 결합되는 앰플부(212)를 구비하고, 상기 앰플부(212)는 하부가 개방된 구조로서 하부 개구부를 통해 거치대(220)의 나사탭 드라이버(221)와 결합되어 픽스츄어(f)가 상기 앰플부(212)에 거치하게 된다.
이때, 픽스츄어(f)는 거치대(220)의 나사탭 드라이버(221)에 결합되는 데, 거치대(220)가, 도 2a에 도시된 바와 같이, open 상태에서, 모터를 통해 거치대(220)가 상승하면 UV 램프부(210)와 결합하는데, 나사탭 드라이버(221)가 앰플부(212)의 하부 개구부를 통해 삽입되고 픽스츄어(f)가 상기 앰플부(212)의 내부 공간에 위치하게 되면 거치대(220)가 close 상태가 된다(도 2b 참조).
도 2b에 도시된 바와 같이, 거치대(220) close 상태가 되면, 픽스츄어(f)가 삽입된 앰플부(212)의 외주면을 따라 UV 램프(221)가 구비되므로, UV 램프(221)가도넛 형태로 내부에 위치한 픽스츄어를 향해 전체적인 원주방향의 내주면을 향해 내부 방향으로 자외선이 조사될 수 있다.
이때 상기 앰플부(212)는 내부에 수용되는 치아 임플란트 즉, 상기 픽스츄어(f)의 표면을 개질하도록 상기 UV 램프(211)로부터 조사되는 자외선이 투과되는 자외선투영창의 형태이며, 이러한 투명창을 통해 자외선 조사상태를 가시적으로 확인할 수 있게 한다. 또한, 상기 앰플부(212)는 하부가 개방되고 개방되는 하부의 개구부가 거치대(220)의 나사탭 드라이버(221)와 결합되어 밀폐된다.
이처럼 UV 램프부(210)는 거치대(220)의 나사탭 드라이버(221)에 안착되는 임플란트 픽스츄어를 내부에 수용하는 공간으로서 앰플부(212)와, 상기 앰플부(212)를 도넛 형태로 외부에서 감싸면서 커버하는 UV 램프(211)를 구비한다.
이때, UV 램프(211)는 석영(quartz) 재질의 도넛 형태의 용기로 구현될 수 있고, 내부에 방전 가스가 충진된 진공압 상태로 구비되고, 측면에 방전 전극이 구비되는 엑시머 램프(excimer lamp)로 구비됨이 바람직하다. 보다 상세하게는, 상기 방전 가스는 불소(fluorine), 염소(chlorine) 등의 할로겐 가스 또는 제논(크세논,xenon), 크립톤(krypton) 등의 가스로 구비될 수 있다. 또한, 상기 방전 전극은 봉, 스프링, 파이프 또는 도전성 테이프 형태로 구비될 수 있다. 또한, 상기 방전 전극은, 알루미늄, 알루미늄 합금, 두랄루민, 구리 및 구리합금 등의 전기 전도도가 우수한 도전성 물질, 실버 페이스트, ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Aluminum Tin Oxide) 등의 도전성 코팅용액 및 복원력이 우수한 스테인리스 스틸 등의 합금강 중 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.
이러한 엑시머 램프는 용기 내에 진공압 상태로 충진된 상기 방전가스가 상기 방전 전극에서 형성되는 전기력에 의해 방전됨에 따라 엑시머 분자(들뜬 상태의 분자)가 형성된다. 그리고, 상기 엑시머 분자(Xe2*)가 Xe로 기저상태로 천이하여 기설정된 파장, 가령 172nm 파장의 자외선을 방출한다. 이러한 자외선은 진공압 상태에서 다량으로 방출되어 광량이 풍부하며, 단파장의 고에너지를 가지므로 상기 픽스츄어(f)의 표면이 단시간에 신속하게 개질될 수 있다. 이에 따라, 상기 픽스츄어(f)가 삽입된 앰플부(212)의 내부에 존재하는 산소 분자가 결합 에너지를 초과하는 에너지 충격을 통해 외곽 전자가 들뜬 상태로 전환되면서 반응성 발생기인 오존으로 전환된다. 이를 통해, 상기 픽스츄어(f)의 표면에 침착되는 탄소 원자가 상기 오존과 결합되어 분리됨에 따라 상기 픽스츄어(f)의 표면이 저에너지 상태의 소수성에서 고에너지 상태의 친수성으로 전환될 수 있다. 즉, 172nm 진공자외선은 엑시머 램프 주위를 O3 분위기로 전환시키고, 상기 엑시머 램프에서 조사되는 자외선을 통하여 상기 픽스츄어(f)의 표면이 친수성으로 개질될 수 있다. 이때, 잔존하는 유기물을 분해하거나 제거하여 살균 및 세정작용도 동시에 이루어질 수 있다.
또한, 임플란트 픽스츄어의 표면 개질을 위해 172nm 파장의 비교적 낮은 에너지를 갖는 근자외선에서 짧은 시간에 노출되므로, 가열에 따른 손상의 우려가 낮으므로, 별도의 복잡한 냉각수단을 필요로 하지 않아 자외선 조사장치가 컴팩트하게 구비될 수 있다.
더욱이, UV 램프(211)의 용기는 일반적으로 사용되는 유리 또는 투영성 합성수지 재질의 용기보다 흡광계수가 낮은 석영 재질로 구비됨에 따라 자외선 투과율이 현저히 증가될 수 있으며, 자외선이 갖는 살균력이 보존될 수 있다.
또한, 앰플부(212)는 자외선투영창으로서, 하부가 개구되는 원통 형상으로 구비되며 투영의 석영 재질로 구비됨이 바람직하다.
이에, UV 램프(211)의 용기 및 내부에 구비되는 앰플부(212)는 자외선 투과율이 높은 석영 재질로 구비됨에 따라, UV 램프(211)로부터 진공자외선이 실질적으로 투과되어 상기 픽스츄어(f)의 표면에 조사될 수 있다.
또한, 앰플부(212)는 하부가 개방되는 하부 개구부를 통해 상승한 거치대(220)의 나사탭 드라이버(221)와 결합되어 밀폐되는 구조이며, 상부에는 필요에 따라 발생된 오존을 배출하기 위한 에어 호스(213)와 결합되는 상부홀이 형성될 수 있다.
또한, 나사탭 드라이버(221)와 앰플부(212)의 연결부는 오링 등을 통해 완전 밀폐될 수 있게 구비됨이 바람직하다. 또한, 앰플부(212)의 내부 역시 상기 자외선램프(211)의 진공압 상태와 유사한 밀폐상태로 구비될 수 있다. 이를 통해 상기 앰플부(50)를 실질적으로 투과하여 상기 픽스츄어(f)의 표면에 도달할 수 있게 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 자외선 조사장치(100)를 통해 표면 개질 및 살균 세정력을 높이고 친수화 성능을 극대화하기 위해 UV 램프(211)의 내경이 Ø10.0mm로 설계됨을 확인할 수 있다. 도한, UV 램프 내에서 상기 앰플부(212)내에 임플란트 픽스츄어를 삽입하고 다시 open 하는 실험을 수차례 수행하더라도 간섭 및 파손의 우려없이 내경이 Ø10.0mm 범위(오차 범위는 최소 0.3mm에서 최대 0.6mm 범위를 가짐)가 바람직함을 알 수 있다.
이를 통해, 램프 점등시 생성된 오존이 임플란트 표면에 붙어있는 탄소를 분해 및 증발시켜 뼈 형성 세포가 임플란트 표면에 잘 부착될 수 있게 한다.
또한, 자외광이 임플란트 표면의 친수성을 증가시켜 임플란트 표면에 혈액을 잘 젖게 하면, 임플란트 표면에 잘 형성된 혈병은 이후 뼈 형성 세포가 임플란트 표면에 잘 부착되게 한다.
또한, 자외광이 임플란트 표면 전하를 (-)전하에서 (+)전하로 변화시켜 (-) 전하를 띠고 있는 인체 세포 및 그 세포의 부착과 기능을 돕는 단백질을 정전기적으로 임플란트 표면으로 끌어당겨 밀착시키므로 결합력을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치(100)의 구성을 나타낸 기능블럭도, 도 6은 도 5의 자외선 조사장치(100)를 이용한 임플란트 표면 개질 시험 과정을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치(100)는, 172nm 파장의 UV 광을 조사하는 UV 램프(211)와, 상기 제어부(130)의 제어명령에 따라 연결된 UV 램프(211)에 전원을 공급하는 안정기(160)를 구비한다. 이때, 상기 안정기(160)는 일반적으로 가정용 전원인 AC220V/60Hz를 공급받아 UV 램프(211)을 구동하도록 10kV 구형파 전환하여 제공한다.
또한, UV 램프(211)와 결합 또는 해제를 위해 거치대(220)를 상승시켜 close 하거나 하강시켜 open 시키는 모터(150)와, 상기 제어부(130)의 제어명령에 따라 연결된 모터(150)를 구동시키는 모터 드라이버(151)을 구비한다. 이때, 거치대(220)의 상승 또는 하강시에 UV 램프(211)와 결합을 위해, 액츄에이터 홈 센서(181)를 더 구비할 수 있다. 즉, 액츄에이터 홈 센서(181)는 정확한 밀착 및 접촉을 위해 접촉센서로서 이를 확인할 수 있고, 제어부(130)는 이러한 액츄에이터 홈 센서(180)의 감지여부에 따라 상기 모터(150)를 정밀제어하여 거치대(220) 상승시 close의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 액츄에이터 홈 센서(180)는 제어부(130)와의 연결시에 안정적인 5V 전원 공급을 위해 컨버터(181)을 더 구비하고, 컨버터(181)를 통해 24V 전원을 5V 전원으로 변환하여 안정적인 구동이 가능하게 한다. 또한, 정밀제어를 위해 모터(150)는 스텝모터로 구현하여 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 거치대(220)의 open 또는 close 시에 상기 UV 램프의 앰플부(212) 내부의 오존을 측정하는 오존 센서(170)와, DC 펌프(140)의 구동에 따라 UV 램프의 앰플부(212) 내부의 오존을 포함한 공기에서 오존을 제거하는 활성탄 필터(190)를 더 구비할 수 있다. 이때, 상기 오존센서(170)는 내부 오존을 측정하여 1ppm 이상이 측정되면 동작 정지 및 알람이 작동되도록 한다.
제어부(130)는 상기 오존센서(170)를 통해 측정된 잔류 오존 농도를 제공받아 펌프 드라이버(141)에 제어명령을 제공하고 상기 펌프 드라이버(141)와 연결된 DC 펌프(140)를 구동시켜 활성탄 필터(190)를 통해 오존이 제거된 공기를 배출하게 한다.
이때, 본 발명에 따른 UV 조사장치(UV 액츄에이터) 개질 시험 중 활성탄 필터 검증 결과를 살펴보면, 활성탄 필터 적용전에는 오존농도가 11.8 ppm 측정되었으나, 활성탄 필터 적용시에는 오존농도가 0ppm으로 거의 제거되었음을 확인할 수 있다.
또한, 디스플레이부(120)는 TFT LCD 창으로 구현될 수 있고, UV 램프(221)로부터 자외선이 조사되는 시간이 LCD 창에 표시될 수도 있다.
또한, 사용자 인증부(110)는 사용자 식별증을 위한 RFID 인식 카드 및 리더부를 구비하는데, 상기 RFID 인식 카드는 UV 조사기의 사용횟수를 미리 설정하여 사용자에게 제공함으로써, 다른 회사 임플란트를 당사 UV 조사기로 표면개질을 할 수 없도록 제한할 수 있다. 가령, 사용자 식별 및 회수가 인정된 경우, UV 조사기 회사가 임플란트 100개를 팔면, 100회에 대한 UV 조사기 사용가능 횟수를 RFID 카드에 기록하여 사용자에게 RFID 카드를 제공할 수 있게 한다.
또한, 전술한 바와 같이, 제어부(130)는 안정기(160)의 동작을 온/오프 제어할 수 있고, 오존 센서를 통해 측정된 잔류 오존 농도에 따라 펌프 드라이버(141)를 통해 DC 펌프(140)을 제어할 수 있으며, 거치대(220)의 open 또는 close를 위해 상기 모터 드라이버(151)를 통해 모터(150)를 제어할 수 있다.
도 7은 도 5의 자외선 조사장치(100)의 동작 과정을 나타낸 플로우차트, 도 8은 도 7에서의 자외서 조사장치(100)의 동작 과정의 표시한 디스플레이 화면을 캡쳐한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하여, 나사탭 드라이버 사용 방식을 이용한 임플란트 표면 개질 과정을 자세히 설명한다.
먼저, 사용자 인증과정을 거친다(S510). 즉 RFID 카드를 인식시켜 UV 조사기 사용횟수를 미리 설정하여 사용자에게 제공하므로, 사용자 식별 및 사용횟수를 인식할 수 있다.
이어, 모터 또는 볼스크류 제어를 통해 거치대(220)를 open 시키고(S520), 임플란트 픽스츄어(f)를 앰플케이스에서 개봉하여 거치대(220)의 나사탭 드라이버(221)에 삽입하여 장착하고(S530), 터치스크린에서 시작 버튼을 누른다(S540).
이어, DC 모터 구동을 통해 거치대(220)가 올라가서 UV 램프(210)와 밀착되어 닫히고, UV 램프의 앰플부 내부의 산소를 빼내기 위해 DC 펌프를 5초간 동작시킨다(S550). 이때, 오존 발생을 최소화하기 위해 DC 펌프를 구동하여 활성탄 필터를 통해 UV 램프 내부의 공기를 제거하여 최대한의 진공상태를 유지하게 한다.
이어, 안정기가 30초간 온되고, 임플란트 표면의 친수성을 높이기 위해, 172nm 파장의 UV 램프가 30초간 온되어 UV 조사가 이루어져 임플란트 표면의 탄화수소를 제거하여 친수성을 높인다(S560).
이어, 30초 뒤에 안정기가 오프되고 UV 램프가 꺼지고 DC 펌프를 구동시켜(역회전) UV 램프에서 발생된 오존을 포함한 공기를 활성탄 필터로 유도하여 오존을 제거하고 깨끗한 공기를 외부로 방출한다(S570).
이어, 모터 구동으로 거치대(220)가 내려오고 open 되어(S580), 나사탭 드라이버에서 임플란트 픽스츄어를 꺼내서 앰플케이스에 임플란트 픽스츄어를 다시 넣는다.
이어, 앵글(임플란트 식립기구)이나 라쳇(수동 임플란트 식립기구)을 이용하여 임플란트 픽스츄어를 꽂아서 환자의 구강에 식립하게 된다(S590).
이러한 나사탭 드라이버 사용방식을 전술한 전과정에서 대략 70초 정도 소요되며, UV 조사기 개질 시험 결과를 살펴보면 다음과 같다.
즉, 임플란트 픽스츄어는 직경 Ø4.2 × 14mm 두개 중에 좌측 한개는 30초 172nm UV 광을 조사하였고, 우측은 광을 조사하지 않았다.
시험결과 개질 이전과 이후를 비교할 때, 30초간 172nm 파장의 UV 램프를 통해 UV 광을 조사한 좌측의 임플란트 픽스츄어가 친수성이 매우 좋음을 확인할 수 있고, 이를 통해 표면 개질을 확인할 수 있다.
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
110: 사용자 인증부
120: 디스플레이
130: 제어부
140: DC 펌프
150: 모터
160: 안정기
170: 오존센서
180: 액츄에이터 홈 센서
190: 활성탄 필터
210: UV 램프부
220: 거치대
230: 램프 지지부
120: 디스플레이
130: 제어부
140: DC 펌프
150: 모터
160: 안정기
170: 오존센서
180: 액츄에이터 홈 센서
190: 활성탄 필터
210: UV 램프부
220: 거치대
230: 램프 지지부
Claims (7)
- 하부의 본체 바디와, 상기 본체 바디의 상부에 배치되어 임플란트 픽스츄어를 표면처리하는 임플란트 표면처리부를 포함하고,
상기 임플란트 표면처리부는,
상기 임플란트 픽스츄어가 결합되는 나사탭 드라이버와, 하부는 원판형으로 상기 나사탭 드라이버와 결합되어 지지하는 지지판과, 수직방향으로 상기 UV 램프부와의 결합을 위해 상승 또는 하강하는 측면판을 구비한 드라이버 홀더 브라켓을 구비하는 거치대와;
상기 거치대에 안착되는 픽스츄어를 내부에 수용하는 공간으로서 앰플부와, 상기 앰플부를 도넛 형태로 외부에서 감싸면서 커버하는 UV 램프를 구비하여, 내측면으로 삽입되는 임플란트 픽스츄어를 향해서 UV 광이 조사되게 구성된 UV 램프부와;
상기 UV 램프부를 지지하고 상기 거치대와 결합하여 상기 거치대의 상기 드라이버 홀더 브라켓이 상승 또는 하강하는 수직 이동통로로서 가이드부와, 상기 가이드부 상에서 상기 드라이버 홀더 브라켓을 상승 또는 하강 구동시키는 모터를 구비하는 램프 지지부;를 포함하고,
상기 본체 바디에는,
전면(前面)에 설치되는 디스플레이부와;
일측에 카드 인식을 통한 상기 임플란트 표면처리부의 사용자 식별 인증과 설정된 임플란트 표면처리부의 사용횟수 인증을 위한 사용자 인증부와;
상기 거치대의 개방(open) 또는 폐쇄(close) 시에 상기 UV 램프부의 내부의 오존을 측정하는 오존 센서와;
상기 UV 램프부와 연결되고 상기 UV 램프부의 공기에서 오존을 제거하는 활성탄 필터와;
상기 UV 램프을 구동하도록 10kV 구형파로 전환하여 전원을 공급하는 안정기와;
상기 모터를 통해 상기 거치대를 상승시켜 상기 픽스츄어가 상기 UV 램프부에 삽입되게 하거나 상기 거치대를 하강시켜 상기 픽스츄어가 상기 UV 램프부와의 결합을 해제하고,
상기 오존센서를 통해 측정된 잔류 오존 농도를 제공받아 펌프를 구동시켜 상기 활성탄 필터를 통해 오존이 제거된 공기를 배출하게 하며,
상기 안정기를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치.
- 제1항에 있어서,
상기 UV 램프부는 외부 하우징으로 램프 케이스 바디와, 상기 램프 케이스 바디의 상부에 형성되는 램프 케이스 탑을 구비하고,
상기 램프 지지부는 상기 가이드부와 결합되어 상기 램프 케이스 바디를 지지하는 케이스 바디 브라켓과, 상기 케이스 바디 브라켓과 상기 램프 케이스 바디를 핀 구조로 수평 연결하는 케이스 바디 가이드 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치.
- 제1항에 있어서,
상기 앰플부는 하부가 개방된 구조로서 하부 개구부를 통해 상기 거치대의 나사탭 드라이버와 결합되어 상기 임플란트 픽스츄어가 상기 앰플부에 거치되게 하는 것을 특징으로 하는 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치.
- 제3항에 있어서,
상기 앰플부와 상기 나사탭 드라이버가 결합되는 연결부는 오링을 통해 밀폐되며, 상기 앰플부의 상부에는 발생되는 오존을 배출하기 위한 에어 호스와 결합되는 상부홀을 형성한 것을 특징으로 하는 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치.
- 제1항에 있어서,
상기 거치대의 상승 또는 하강시에 상기 UV 램프와 접촉 여부를 감지하는 액츄에이터 홈 센서를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 액츄에이터 홈 센서의 감지여부에 따라 상기 모터를 제어하여 상기 거치대와 상기 UV 램프의 폐쇄(close) 상태를 제어하는 것을 특징으로 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치.
- 제1항에 있어서,
외부 단말기와 연결되는 통신모듈을 통해 상기 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치를 원격 제어하는 것을 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치.
- 제1항의 임플란트 표면 처리용 자외선 조사장치에서,
(a) 상기 사용자 인증부를 통해 RFID 카드를 인식시켜 UV 조사기 사용횟수를 미리 설정하여 사용자 식별 및 사용횟수를 인식하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계에서의 사용자 인증후 상기 거치대를 개방시키고 상기 임플란트 픽스츄어를 상기 거치대의 나사탭 드라이버에 삽입하여 장착하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계에서 장착후 입력부를 통한 개시에 따라 상기 모터 구동을 통해 상기 거치대가 상승하여 상기 UV 램프와 밀착되어 닫히고, 상기 UV 램프의 앰플부 내부의 산소를 빼내기 위해 펌프를 동작시키는 단계;
(d) 안정기가 온되고, 상기 UV 램프가 온되어 UV 조사가 이루어져 상기 임플란트 픽스츄어 표면의 탄화수소를 제거하는 단계;
(e) 상기 안정기가 오프되고 상기 UV 램프가 꺼지고 상기 펌프를 구동시켜 상기 UV 램프에서 발생된 오존을 포함한 공기를 상기 활성탄 필터로 유도하여 오존을 제거하고 깨끗한 공기를 외부로 방출하는 단계; 및
(f) 상기 모터 구동으로 상기 거치대가 내려오고 개방시켜 상기 나사탭 드라이버에서 임플란트 픽스츄어를 꺼낼수 있게 하는 단계:를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트 표면 처리용 조사장치의 사용방법.
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| DIO Implant. New UV Activator. https://www.dio.co.kr/kor/popup/dio_prd_201907.do, [online], 2019년 6월 14일,<https://www.youtube.com/watch?v=hCMmqao9GaQ> * |
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