KR20230100614A - Hybrid ceramic prosthesis - Google Patents

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KR20230100614A
KR20230100614A KR1020220166704A KR20220166704A KR20230100614A KR 20230100614 A KR20230100614 A KR 20230100614A KR 1020220166704 A KR1020220166704 A KR 1020220166704A KR 20220166704 A KR20220166704 A KR 20220166704A KR 20230100614 A KR20230100614 A KR 20230100614A
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KR1020220166704A
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고환순
오경식
홍영표
함덕원
김용수
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주식회사 하스
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Abstract

본 발명은 하이브리드 세라믹 보철물에 관한 것으로, 신규 재료의 하이브리드 세라믹을 이용하여 심미적으로 자연 치아와 유사한 색상과 투광성을 지니고, 치료 시 치아 삭제량을 최소화할 수 있으며, 스냅핏(snap-fit) 체결방식을 통해 보철물과 치아가 근본적으로 결합됨으로써 보철물 탈락으로 인한 재시술의 부담을 줄여주며, 기존 재료들에 비해 비교적 편리하게 적용할 수 있어 one day-one stop 보철 시술을 가능하게 함으로써 환자들의 치과 치료 부담을 줄여줄 수 있는, 유치관과 같은 기성형 크라운으로 유용한 하이브리드 세라믹 보철물을 개시한다.The present invention relates to a hybrid ceramic prosthesis, which has a color and light transmittance aesthetically similar to natural teeth by using a hybrid ceramic prosthesis of a new material, can minimize the amount of tooth removal during treatment, and uses a snap-fit fastening method. By fundamentally combining the prosthetic appliance and teeth, it reduces the burden of re-treatment due to prosthetic removal, and it can be applied relatively conveniently compared to existing materials, enabling one day-one stop prosthetic treatment, thereby reducing the burden of dental treatment on patients. Disclosed is a hybrid ceramic prosthesis useful as a ready-made crown, such as a primary crown, which can be reduced.

Description

하이브리드 세라믹 보철물{HYBRID CERAMIC PROSTHESIS} Hybrid ceramic prosthesis {HYBRID CERAMIC PROSTHESIS}

본 발명은 하이브리드 세라믹 보철물에 관한 것으로, 심미적으로 자연 치아와 유사한 색상과 투광성을 지니면서도, 치료 시 치아 삭제량을 최소화하여 One day-One stop 치료로 치과 치료 부담을 줄여줄 수 있는, 신속한 이식이 가능한 하이브리드 세라믹 보철물을 제공한다. The present invention relates to a hybrid ceramic prosthesis, which has color and light transmittance aesthetically similar to natural teeth, and minimizes the amount of tooth removal during treatment to reduce the burden of dental treatment with one day-one stop treatment, enabling rapid implantation. A hybrid ceramic prosthesis is provided.

사람은 출생 후 6 내지 8개월경부터 청백색의 유치가 자라나는데, 일반적으로 중절치, 측절치, 제1유구치, 견치, 제2유구치 순서로 발생하고, 2-3세까지 총 20개의 유치가 나오게 된다. 7세 경부터는 먼저 난 치아부터 자연적으로 발치된 이후 영구치로 대체된다.In humans, blue-white baby teeth grow from around 6 to 8 months after birth. Generally, they occur in the order of central incisor, lateral incisor, first primary molar, canine, and second primary molar, and a total of 20 primary teeth emerge by 2-3 years old do. From around the age of 7, the first tooth is naturally extracted and replaced with the permanent tooth.

그런데 유치는 영구치에 비해 접촉면이 넓고 치아 사이 공간이 많아 충치에 매우 취약한 특징을 가진다. 영구치가 자랄 때 기존에 있던 유치가 길잡이 역할을 하기 때문에 충치가 생긴 경우 발치보다는 부분 삭제 후 보철물로 대체하거나, 심각할 경우 발치 후 공간유지 장치를 끼워 영구치가 나올 수 있는 공간을 확보해준다. 삭제된 유치를 수복하는 인공치관을 유치관이라고 하며, 유치관은 크기별로 제작된 기성형 크라운을 주로 사용한다.However, compared to permanent teeth, baby teeth have a wider contact surface and more space between teeth, so they are very vulnerable to caries. When permanent teeth grow, the existing baby teeth serve as a guide, so in the case of tooth decay, partial removal rather than extraction and replacement with a prosthesis, or in severe cases, a space maintainer is inserted after extraction to secure space for permanent teeth to come out. Artificial crowns that restore deleted primary teeth are called primary crowns, and ready-made crowns manufactured by size are mainly used.

소재별로 다양한 유치관 제품이 사용되고 있으나 가장 보편적으로 많이 사용되고 있는 제품은 SSC(Stainless Steel Crown)인데, stainless steel은 화학적으로 안정하여 부식이나 변색의 우려가 적고 가격이 저렴해 시장에서 수요가 가장 많은 제품이다. 하지만 주변 치아와의 색상 차이 때문에 심미적으로 취약하여 구치부에만 제한적으로 사용할 수 있다는 단점을 가진다.Various primary crown products are used by material, but the most commonly used product is SSC (Stainless Steel Crown). Stainless steel is chemically stable, so there is little risk of corrosion or discoloration, and it is inexpensive, so it is the most demanded product in the market. am. However, it has a disadvantage in that it is aesthetically weak due to the color difference with the surrounding teeth and can be used limitedly only in the posterior teeth.

이외에도 금속 위에 복합레진을 덧씌운 Resin Veneered SSC, 치아 모형의 투명한 고분자 튜브 안에 resin cement를 채워 넣어 사용되는 Composite Strip Crown 등이 있지만, 이 역시 심미적 또는 기능적으로 사용에 한계를 가진다.In addition, there are Resin Veneered SSC, which overlays composite resin on metal, and Composite Strip Crown, which is used by filling resin cement in a transparent polymer tube of a tooth model, but these also have limitations in terms of aesthetic or functional use.

최근에는 이러한 심미적 단점을 보완하여 치아 색상과 유사하고 높은 강도를 지닌 지르코니아(Zirconia) 소재를 이용한 white dental crown이 많이 이용되고 있다. 그러나 투광성이 떨어져 빛을 비추었을 때 기존 치아에 비해 불투명한 모습을 보이며, 높은 강도 때문에 안정적으로 적용하기 위해서는 치아 삭제량이 많이 필요하여 어린 환자들에게 부담이 될 수 있다는 단점이 있다.Recently, white dental crowns using zirconia material, which is similar in color to teeth and has high strength, have been widely used to compensate for these aesthetic disadvantages. However, it has a disadvantage in that it shows an opaque appearance compared to existing teeth when light is shined due to low light transmittance, and because of its high strength, a large amount of tooth removal is required to stably apply, which can be a burden to young patients.

한편, 미국 등록특허 제8,651,867호는 열가소성 고분자 재료로 제조되어 신속하게 설치 가능하고 쉽게 제거나 교체, 대량생산이 가능하며 유아용 크라운으로도 사용이 가능한 덴탈 크라운에 관해 개시하였다.On the other hand, US Patent Registration No. 8,651,867 discloses a dental crown made of thermoplastic polymer material that can be installed quickly, can be easily removed or replaced, can be mass-produced, and can also be used as a crown for infants.

미국 등록특허 제8,651,867호 (2014.02.18.)US Patent No. 8,651,867 (2014.02.18.)

본 발명은 자연 치아와 유사한 색상과 투광성을 가져 심미성이 있으며, 치료 시 치아 삭제량을 최소화하여 one day-one stop 보철 시술을 가능하게 할 수 있는, 신속한 이식이 가능한 하이브리드 세라믹 보철물을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a hybrid ceramic prosthesis that can be rapidly implanted, which has a similar color and light transmittance to natural teeth, has esthetic properties, and enables a one-day-one-stop prosthetic procedure by minimizing the amount of tooth removal during treatment.

본 발명은 열가소성 폴리머 매트릭스 및 상기 매트릭스 내에 분산된 세라믹 입자를 포함하는, 하이브리드 세라믹 보철물을 제공한다.The present invention provides a hybrid ceramic prosthesis comprising a thermoplastic polymer matrix and ceramic particles dispersed within the matrix.

본 발명의 일 구현예에 따른 하이브리드 세라믹 보철물에 있어서, 열가소성 폴리머 매트릭스는 폴리에테르에테르케톤(PEEK, Polyether ether ketone), 폴리페닐설폰(PPSU, Polyphenylsulfone), 폴리아마이드이미드(PAI, Polyamide-imide), 폴리페닐렌설파이드(PPS, Polyphenylene sulfide), 폴리설폰(PSU, Polysulfone) 및 폴리에테르설폰(PES, Polyether sulfone)으로 이루어진 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 중에서 선택되는 1종 이상의 것을 포함하는 것일 수 있다. In the hybrid ceramic prosthesis according to one embodiment of the present invention, the thermoplastic polymer matrix is polyether ether ketone (PEEK), polyphenylsulfone (PPSU), polyamide-imide (PAI), It may include at least one selected from super engineering plastics composed of polyphenylene sulfide (PPS), polysulfone (PSU), and polyether sulfone (PES).

본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 하이브리드 세라믹 보철물에 있어서, 열가소성 폴리머 매트릭스는 폴리페닐설폰(PPSU, Polyphenylsulfone)을 포함하는 것일 수 있다. In the hybrid ceramic prosthesis according to a preferred embodiment of the present invention, the thermoplastic polymer matrix may include polyphenylsulfone (PPSU).

본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 하이브리드 세라믹 보철물에 있어서, 세라믹 입자는 열가소성 폴리머 매트릭스 100중량부에 대해 3 내지 50중량부로 포함되는 것일 수 있다. In the hybrid ceramic prosthesis according to a preferred embodiment of the present invention, the ceramic particles may be included in an amount of 3 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic polymer matrix.

본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 하이브리드 세라믹 보철물에 있어서, 세라믹 입자는 실리케이트계 글라스세라믹 입자일 수 있으며, 구체적으로 실리케이트계 글라스세라믹 입자는 리튬다이실리케이트 글라스세라믹 입자 또는 바륨실리케이트 글라스세라믹 입자일 수 있다. In the hybrid ceramic prosthesis according to a preferred embodiment of the present invention, the ceramic particles may be silicate-based glass ceramic particles, and specifically, the silicate-based glass ceramic particles may be lithium disilicate glass ceramic particles or barium silicate glass ceramic particles. .

본 발명의 일 구현예에 따른 하이브리드 세라믹 보철물은 또한 백색 안료를 포함할 수 있으며, 구체적인 일예에서 백색 안료는 이산화타이타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 및 인산아연(Zn3(PO4)2)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 포함할 수 있으며, 바람직한 일 구현예로는 백색 안료는 이산화타이타늄(TiO2)을 포함할 수 있다. The hybrid ceramic prosthesis according to an embodiment of the present invention may also include a white pigment, and in a specific example, the white pigment is titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), and zinc phosphate (Zn 3 (PO 4 ) 2 ), and may include at least one selected from the group consisting of, and in a preferred embodiment, the white pigment may include titanium dioxide (TiO 2 ).

바람직한 일 구현예에 따른 하이브리드 세라믹 보철물에 있어서, 백색 안료는 열가소성 폴리머 매트릭스 100중량부에 대하여 0.05 내지 1.0중량부로 포함되는 것일 수 있다. In the hybrid ceramic prosthesis according to a preferred embodiment, the white pigment may be included in an amount of 0.05 to 1.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic polymer matrix.

바람직한 일 구현예에 따른 하이브리드 세라믹 보철물은, 폴리페닐설폰(PPSU, Polyphenylsulfone) 100중량부에 대하여 바륨실리케이트 3.0 내지 50.0중량부, 및 이산화타이타늄(TiO2) 0.05 내지 1.0중량부를 포함하는 사출 성형물일 수 있다. A hybrid ceramic prosthesis according to a preferred embodiment may be an injection molding product containing 3.0 to 50.0 parts by weight of barium silicate and 0.05 to 1.0 parts by weight of titanium dioxide (TiO 2 ) based on 100 parts by weight of polyphenylsulfone (PPSU). there is.

본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면, 보철물은 유치관일 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the prosthesis may be a primary canal.

특히 바람직하기로 보철물은 스냅핏(snap-fit) 체결방식에 의해 프렙된 치아와 결합되는 것일 수 있다.Particularly preferably, the prosthesis may be coupled to the prepared tooth by a snap-fit fastening method.

본 발명의 하이브리드 세라믹 보철물은, 심미적으로 자연 치아와 유사한 색상 및 투광성을 갖고, 적당한 강도를 가짐으로써 치과 치료 시 치아 삭제량을 최소화할 수 있으며, 재료의 변형 단계를 견딜 수 있는 강도와 변형을 회복하기 위한 탄성을 겸비하여 스냅핏(snap-fit) 체결방법을 통해 보철물이 치아와 근본적으로 결합할 수 있도록 함으로써 보철물 탈락으로 인한 재시술의 부담을 줄여주고 기존 재료들에 비해 비교적 편리하게 적용할 수 있어 one day-one stop 보철 시술을 가능하게 함으로써 환자들, 특히 치과 치료 환경에 공포감을 가질 수 있는 어린 환자들의 치과 치료 부담을 줄여줄 수 있다. The hybrid ceramic prosthesis of the present invention has a color and light transmittance aesthetically similar to that of natural teeth, and has appropriate strength, thereby minimizing the amount of tooth removal during dental treatment, and restoring strength and deformation capable of withstanding the material deformation step. It reduces the burden of re-procedure due to the prosthesis falling off and can be applied relatively conveniently compared to existing materials By enabling one day-one stop prosthetic treatment, the burden of dental treatment can be reduced for patients, especially young patients who may have fear in the dental treatment environment.

도 1은 PPSU 폴리머 단독, 폴리머에 세라믹 입자 혼합, 그리고 폴리머에 세라믹 입자와 백색안료를 혼합하여 컴파운딩한 시편의 외관 사진.
도 2는 도 1의 실시예 중 (e)의 형태로 제조된 펠릿을 이용하여 사출 성형된 하이브리드 세라믹 보철물을 치아모형과 결합한 상태(Snap-fit On)의 사진(a) 및 치아모형으로부터 세라믹 보철물을 분리한 후 상태(Snap-fit off)의 사진(b).
도 3은 사출 성형된 하이브리드 세라믹 보철물의 경도(Shore hardness) 및 내마모율(wear resistance) 측정 결과 그래프.
도 4는 내마모율 측정을 위한 장치의 모식도.
Figure 1 is a photograph of the exterior of a specimen compounded with a PPSU polymer alone, a polymer mixed with ceramic particles, and a polymer mixed with ceramic particles and a white pigment.
FIG. 2 is a photograph (a) of a state in which a hybrid ceramic prosthesis injection-molded using a pellet manufactured in the form of (e) in the embodiment of FIG. 1 is combined with a tooth model (Snap-fit On) and a ceramic prosthesis from the tooth model Photograph of the state (Snap-fit off) after separating (b).
Figure 3 is a graph of hardness (Shore hardness) and wear resistance (wear resistance) measurement results of the injection-molded hybrid ceramic prosthesis.
Figure 4 is a schematic diagram of a device for measuring wear resistance.

이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily understand and reproduce them. However, the following examples are provided to those skilled in the art to sufficiently understand the present invention, and may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited thereto.

본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.As used herein, the singular form may include the plural form unless the context clearly indicates otherwise. Also, when used herein, "comprise" and/or "comprising" specifies the presence of the recited shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and/or groups thereof. and does not exclude the presence or addition of one or more other shapes, numbers, operations, elements, elements and/or groups.

본래 세라믹은 생체 친화성이 우수할 뿐 아니라, 화학적 내구성과 색조 안정성이 좋고, 자연치와 유사한 투명도를 띄는 특징이 있어 오래전부터 치과 수복재료로 사용되어 왔다. 그러나 세라믹 블록은 자연치아보다 굴곡강도가 크고 탄성이 작아서 파절이 쉽다는 문제가 있다.Originally, ceramics have been used as dental restorative materials for a long time because of their excellent biocompatibility, good chemical durability and color stability, and similar transparency to natural teeth. However, ceramic blocks have a problem in that they are easily fractured due to their higher flexural strength and lower elasticity than natural teeth.

즉 구강 내에서 교합관계는 수직적인 하중뿐만 아니라 측방압 등의 영향을 받기 때문에 여러 구강 내 운동역학적인 상황, 개인적인 이상 습관 혹은 식습관 등에 의한 보철물의 파절 수리과정은 꼭 필요한 과정이다. 최근 CAD/CAM 시스템이 등장해 임상에 소요되는 시간이 많이 줄어들었으나 재시술을 위해 치과를 여러 번 방문하게 될 경우 여전히 환자들에게 부담이 되며, 특히 성인에 비해 치과 치료에 많은 공포감을 가질 수 있는 어린이가 대상일 경우엔 부담이 클 것이다.In other words, since the occlusal relationship in the oral cavity is affected not only by vertical load but also by lateral pressure, the process of repairing fractures of the prosthesis due to various intraoral kinematic situations, personal abnormal habits or eating habits is an essential process. Recently, the CAD/CAM system has appeared and the time required for clinical trials has decreased significantly, but it is still a burden to patients if they visit the dentist several times for reoperation, especially compared to adults, who may have a lot of fear of dental treatment. If children are the target, the burden will be great.

따라서 본 발명은 환자 맞춤형이 아닌 정형화된 형태로 기성제품화 하여 별도의 절삭가공 과정 없이 그 자리에서 신속하게 임상할 수 있는 보철물을 제공하도록 하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a prosthesis that can be quickly clinically performed on the spot without a separate cutting process by turning it into an off-the-shelf product in a standardized form rather than customized to the patient.

이러한 점에서 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 보철물은 특히 유치관일 수 있다. In this respect, the hybrid ceramic prosthesis according to the present invention may be a primary canal in particular.

본 발명에서 하이드리드 세라믹 보철물은 스냅핏(snap-fit) 체결방식을 적용해 근본적으로는 보철물과 치아 간 물리적 결합을 달성하고, 추가적으로 보철물과 치아 간 화학적 결합과 병행하여 강한 결합을 이루도록 함으로써 보철물 탈락에 따른 재시술의 부담을 줄이고자 한다. 스냅핏 방식을 적용하면 임상 시 치아에 끼우기만 하면 되므로 기존 재료들에 비해 비교적 편리하게 적용할 수 있다.In the present invention, the hybrid ceramic prosthesis applies a snap-fit fastening method to fundamentally achieve physical bonding between the prosthetic appliance and teeth, and additionally achieves strong bonding in parallel with chemical bonding between the prosthetic appliance and teeth, thereby eliminating the prosthesis. We want to reduce the burden of reoperation. If the snap-fit method is applied, it can be applied relatively conveniently compared to existing materials because it only needs to be inserted into the tooth during clinical practice.

스냅핏 결합이란 추가적인 구성부품이나 체결기구 없이 두 부품을 간단히 체결할 수 있는 체결 방식인데, 상기 및 이하의 기재에서는 프렙(prep)된, 즉 보철을 위해 깎아진 치아와 보철물 간 체결이 추가적인 구성부품이나 체결기구 없이 보철물 자체의 변형→고정→회복의 단계를 거치며 치아와 물리적 결합이 이루어지도록 하는 체결 방식으로 정의한다. Snap-fit coupling is a fastening method that can simply fasten two parts without additional components or fasteners. It is defined as a fastening method in which the prosthesis itself is physically combined with the teeth through the steps of deformation → fixation → restoration without any fasteners or fasteners.

스냅핏 체결방식을 구현하는데 있어서 보철물이 프렙된 치아와 체결되는 측면 부위에 언더컷(undercut)을 주는 간이한 방식으로도 보철물 재료가 갖는 강도 및 탄성 물성에 기인하여 치아와 스냅핏 체결방식을 구현해낼 수 있음은 물론이다.In implementing the snap-fit fastening method, even a simple method of undercutting the side part where the prosthesis is fastened with the prepared tooth can realize the snap-fit fastening method with the tooth due to the strength and elastic properties of the prosthetic material. Of course you can.

스냅핏 결합이 이루어지기 위해서는 부품의 변형 단계를 견딜 수 있는 강도와, 변형 후 회복하기 위한 탄성을 동시에 가지고 있는 재료가 필수적이다. 보통 재료의 강도가 높아지면 탄성이 낮아져 일정 이상의 응력에 의해 부러지거나 파손되는 성질을 가지므로 두 물리적 성질을 균형 있게 만족할 수 있는 재료가 필요하다.In order to achieve a snap-fit connection, a material that has both strength to withstand the deformation stage of the part and elasticity to recover after deformation is essential. In general, when the strength of a material increases, its elasticity decreases and it tends to break or break due to a certain amount of stress, so a material that can satisfy both physical properties in a balanced manner is required.

이러한 측면에서 본 발명의 하이브리드 세라믹 보철물은 열가소성 폴리머 매트릭스 및 상기 매트릭스 내에 분산된 세라믹 입자를 포함한다.In this aspect, the hybrid ceramic prosthesis of the present invention includes a thermoplastic polymer matrix and ceramic particles dispersed in the matrix.

종래에 치과용 수복 또는 보철 재료로서 광경화성 우레탄 아크릴레이트가 사용된 바 있는데, 이는 광경화성의 장점으로 치료나 보철 제조를 신속하게 하며 치아 대체물로서의 물성을 만족시킬 수 있는 장점은 있으나, 우레탄 아크릴레이트 폴리머로 스냅핏 보철물에 적용할 경우, 강도는 양호하지만 탄성 특성이 열악해지고 변형 대응력이 떨어지는 등의 문제점이 예상된다. 따라서 본 발명의 폴리머 매트릭스는 열가소성 폴리머, 특히 슈퍼 엔지니어링 플라스틱을 포함하는 것이 바람직하다.Conventionally, photocurable urethane acrylate has been used as a dental restorative or prosthetic material, which has the advantage of photocurability to speed up treatment or prosthesis manufacturing and to satisfy physical properties as a tooth substitute, but urethane acrylate When applied to a snap-fit prosthesis with polymer, it is expected to have good strength, but problems such as poor elasticity and poor deformation response. Therefore, the polymer matrix of the present invention preferably comprises a thermoplastic polymer, particularly a super engineering plastic.

슈퍼 엔지니어링 플라스틱은 금속을 대체할 수 있는 고성능 플라스틱으로, 강도와 탄성이 좋고 사용 환경에 따라 150℃부터 300℃ 이상에서도 영구적으로 쓰일 수 있는 고내열성 소재이다. 또한 중량 절감 및 내화학성과 같은 우수한 특성을 가지고 있다.Super engineering plastic is a high-performance plastic that can replace metal. It has good strength and elasticity, and is a highly heat-resistant material that can be used permanently at temperatures ranging from 150℃ to 300℃ or higher depending on the usage environment. It also has excellent properties such as weight savings and chemical resistance.

본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 보철물에 있어서 열가소성 폴리머 매트릭스는 이러한 슈퍼 엔지니어링 플라스틱, 좀 더 구체적으로는 폴리에테르에테르케톤(PEEK, Polyether ether ketone), 폴리페닐설폰(PPSU, Polyphenylsulfone), 폴리아마이드이미드(PAI, Polyamide-imide), 폴리페닐렌설파이드(PPS, Polyphenylene sulfide), 폴리설폰(PSU, Polysulfone) 또는 폴리에테르설폰(PES, Polyether sulfone)을 포함하는 것일 수 있다. In the hybrid ceramic prosthesis according to the present invention, the thermoplastic polymer matrix is such a super engineering plastic, more specifically, polyether ether ketone (PEEK), polyphenylsulfone (PPSU, polyphenylsulfone), polyamideimide (PAI, Polyamide-imide), polyphenylene sulfide (PPS), polysulfone (PSU, Polysulfone), or polyether sulfone (PES, Polyether sulfone).

의료용 PEEK는 폴리에테르에테르케톤(PEEK, Polyether ether ketone) 소재 중에서도 100℃ 이상의 고온에서 우수한 기계적 물성을 유지하는 고성능 소재이며, 일반적인 멸균 방법에 대해 우수한 내성을 가진다. 즉 1,500사이클 이상 멸균을 실시해도 기계적 물성이 크게 저하되지 않으며, 탈색 또는 변색(황변), 석회화 등의 현상도 관찰되지 않는다.Medical PEEK is a high-performance material that maintains excellent mechanical properties at high temperatures of 100 ° C or higher among polyether ether ketone (PEEK) materials, and has excellent resistance to general sterilization methods. That is, even if sterilization is performed for 1,500 cycles or more, the mechanical properties are not greatly deteriorated, and phenomena such as discoloration or discoloration (yellowing) and calcification are not observed.

또한 탁월한 내화학성과 함께 의료 응용분야에서 가장 우수한 안전성을 제공하여 관절 복원, 외상학 및 정형외과 분야의 외과용 기구, 치과 시장 및 기타 분야에 이르기까지 광범위하게 응용된다.In addition, it provides the highest safety in medical applications along with excellent chemical resistance, and is widely used in joint restoration, surgical instruments in traumatology and orthopedics, dental markets and other fields.

따라서 하이브리드 세라믹 보철물에 있어서 폴리머 매트릭스가 PEEK를 포함하는 경우, 치과용 보철물로 제조하는 과정에서 고온으로 열처리 하더라도 물성을 유지할 수 있으며, 내화학성과 생체적합성이 우수하고, 탈색이나 변색이 되지 않아 심미적으로 우수한 치과용 보철물을 얻을 수 있다.Therefore, when the polymer matrix of the hybrid ceramic prosthesis includes PEEK, the physical properties can be maintained even when heat treated at high temperature during the manufacturing process of the dental prosthesis, and the chemical resistance and biocompatibility are excellent, and it does not discolor or discolor, which is aesthetically pleasing. Excellent dental prostheses can be obtained.

한편, 폴리페닐설폰(PPSU, Polyphenylsulfone) 소재는 높은 유리전이 온도와 낮은 수분흡수율을 가지는 무정형 플라스틱으로, 폴리설폰 제품군에서도 폴리설폰(PSU, Polysulfone) 또는 폴리에테르설폰(PES, Polyether sulfone)보다 충격 강도와 내화학성이 우수하면서도 탄성계수가 높다. 또한 고온스팀 멸균 및 세제, 소독제에 대한 내성이 다른 제품군에 비해 우수하기 때문에 의료 분야에 많이 적용되며, 고내열성과 고내구성을 요구하는 젖병 소재로도 많이 사용되고 있다. On the other hand, polyphenylsulfone (PPSU) material is an amorphous plastic with a high glass transition temperature and low water absorption, and even in the polysulfone product family, it has higher impact strength than polysulfone (PSU, Polysulfone) or polyethersulfone (PES, Polyether sulfone). It has excellent chemical resistance and high modulus of elasticity. In addition, it is widely applied in the medical field because it has excellent resistance to high-temperature steam sterilization and detergents and disinfectants compared to other product groups, and is also widely used as a baby bottle material that requires high heat resistance and high durability.

아래 표 1은 PPSU가 다른 폴리설폰 제품군에 비해 모든 종류의 살균 방법으로 살균이 가능하다는 결과를 나타낸 것이다.Table 1 below shows the results that PPSU can be sterilized by all kinds of sterilization methods compared to other polysulfone products.

steam
(up to 134℃ for 18 minutes)
steam
(up to 134℃ for 18 minutes)
ethylene oxideethylene oxide Hydrogen PeroxHydrogen Perox Gamma RadiationGamma Radiation
10 cycles10 cycles 100 cycles100 cycles 1,000 cycles1,000 cycles 100 cycles100 cycles 200 cycles200 cycles 40 kGy40 kGy PPSUPPSU PESPES XX XX PSUPSU XX

* ∨ 표시는 살균 가능* ∨ mark can be sterilized

더욱이, PPSU는 세포 독성, 과민 반응, 경피적 독성, 급성 전신 독성 등에서 안정된 물질인 것으로 인증되어, 관절, 외상 및 척추와 같은 다양한 적용 분야에서 수술 도구, 손잡이, 무릎, 고관절, 어깨 교체술 및 경골 요소 뿐만 아니라 멸균 트레이와 테스트 임플란트에 주로 사용되는 등 생체 적합성이 검증되어 있는 재료이다.Moreover, PPSU has been certified as a stable material in cytotoxicity, hypersensitivity reaction, dermal toxicity, acute systemic toxicity, etc., and is used in various applications such as joints, trauma and spine, as surgical tools, handles, knee, hip, shoulder replacement and tibial elements. In addition, it is a material whose biocompatibility has been verified, such as being mainly used for sterilization trays and test implants.

즉, PPSU는 강도 및 탄성계수가 높고 생체 적합성 및 고내열성 등에서 우수하기 때문에 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹의 폴리머 매트리스 소재로서 가장 바람직할 수 있다. That is, since PPSU has high strength and elastic modulus, and is excellent in biocompatibility and high heat resistance, it may be most preferable as a polymer matrix material for the hybrid ceramic according to the present invention.

특히, 본 발명의 하이브리드 세라믹 보철물에 있어서 폴리머 매트릭스를 구성하는 PPSU 폴리머는 보철물의 심미적 특성을 고려할 때, 막의 두께를 기준으로 할 때 두께 2mm 이내에서, 적어도 75%의 광투과율을 나타내고, 헤이즈는 최대 5.1%이며, 황색도(Yellowness Index)가 28 이내를 만족하는 것이 바람직할 수 있다. 또한 PPSU 폴리머는 보철물의 기계적 특성 및 스냅핏 보철물로서의 기능을 고려할 때 인장강도는 68 내지 72MPa, 인장 모듈러스는 2.0 내지 2.4GPa, 파단에서의 인장신율(tensile elongation at break)은 60 내지 120%, 굴곡강도는 88 내지 95MPa, 그리고 충격강도(Izod impact, notched)는 680 내지 700J/m를 만족하는 것이 바람직할 수 있다. In particular, the PPSU polymer constituting the polymer matrix in the hybrid ceramic prosthesis of the present invention shows a light transmittance of at least 75% within a thickness of 2 mm based on the thickness of the film, and the haze is maximum, considering the aesthetic properties of the prosthesis. 5.1%, and it may be preferable that the yellowness index (Yellowness Index) satisfies within 28. In addition, the PPSU polymer has a tensile strength of 68 to 72 MPa, a tensile modulus of 2.0 to 2.4 GPa, a tensile elongation at break of 60 to 120%, and a flexural strength of 68 to 72 MPa, considering the mechanical properties of the prosthesis and its function as a snap-fit prosthesis. It may be desirable to satisfy strength of 88 to 95 MPa, and impact strength (Izod impact, notched) of 680 to 700 J/m.

본 발명에 따르면 상술한 것과 같은 PEEK 또는 PPSU 소재를 베이스 폴리머로 하여 하이브리드 세라믹을 제조할 경우 탄성과 강도가 균형을 이뤄 스냅핏 결합에 유리한 생체적합성 치과용 보철물을 제조할 수 있다. 그 외에도 본 발명의 하이브리드 세라믹 보철물은 폴리머 매트릭스로서 PAI, PPS, PSU 또는 PES 등을 포함할 수 있으며, 이러한 소재들은 단독 또는 혼합물의 형태로 포함될 수 있음은 물론이다. According to the present invention, when a hybrid ceramic is manufactured using PEEK or PPSU material as described above as a base polymer, it is possible to manufacture a biocompatible dental prosthesis advantageous to snap-fit coupling by balancing elasticity and strength. In addition, the hybrid ceramic prosthesis of the present invention may include PAI, PPS, PSU, or PES as a polymer matrix, and these materials may be included alone or in the form of a mixture.

한편, 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 보철물은 폴리머 매트릭스에 분산된 세라믹 입자를 포함할 수 있는데, 이러한 세라믹 입자는 실리케이트계 글라스세라믹 입자를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 특히 바륨 실리케이트 글라스세라믹 입자 또는 리튬 실리케이트 글라스세라믹 입자는 치과용 보철 재료로서 적합한 물성을 나타내 영구치 보철물로 적용이 가능한 것으로, 그 중에서도 리튬 다이실리케이트 글라스세라믹 입자는 광투과성이 양호하여 심미성이 있는 재료로서, 치아 표면을 별도 재료로 처리할 필요 없이 직접 전치부에 적용할 수 있다. 또한 굴곡강도가 400MPa이상이므로 구치부 교합력에 저항할 수 있으며, HF에 의한 산 부식과 실란(silane) 처리가 가능해 폴리머와 강한 결합력을 얻을 수 있고, 대합치의 마모가 적다.Meanwhile, the hybrid ceramic prosthesis according to the present invention may include ceramic particles dispersed in a polymer matrix, and it may be preferable that the ceramic particles include silicate-based glass ceramic particles. In particular, barium silicate glass ceramic particles or lithium silicate glass ceramic particles exhibit physical properties suitable as dental prosthetic materials and can be applied to permanent tooth prostheses. Among them, lithium disilicate glass ceramic particles have good light transmittance and are aesthetically pleasing It can be applied directly to the anterior area without the need to treat the tooth surface with a separate material. In addition, since the flexural strength is over 400 MPa, it can resist occlusal force in the posterior teeth, and acid corrosion by HF and silane treatment are possible to obtain strong bonding strength with polymers and less wear on opposing teeth.

이와 같이 열가소성 폴리머 매트릭스 및 세라믹 입자를 포함하는 하이브리드 세라믹 보철물은, 빛에 비추었을 때 기존 치아에 비해 불투명한 모습이 보이지 않는 적절한 투광성을 갖게 되며, 자연치와 유사한 색상을 띄게 된다.As described above, the hybrid ceramic prosthesis including the thermoplastic polymer matrix and the ceramic particles has appropriate light transmittance that is not opaque compared to conventional teeth when exposed to light, and has a color similar to that of natural teeth.

본 발명에 따라 열가소성 폴리머 매트릭스 및 상기 매트릭스 내에 분산된 세라믹 입자를 포함하는 하이브리드 세라믹 보철물은, 상술한 것과 같이 열가소성 폴리머 매트릭스의 종류 및/또는 세라믹 입자의 종류에 따라 기계적 물성이나 심미성이 달라질 수 있고, 또한 열가소성 폴리머 매트릭스 내에 분산된 세라믹 입자의 함량은 스냅핏을 구현하기 위한 최적의 물성을 발현하는 데 중요한 영향을 줄 수 있다. 이에 좋기로는 열가소성 폴리머 매트릭스 100중량부에 대하여 세라믹 입자는 50 중량부 이내로, 좋기로는 3 내지 50중량부로, 더욱 좋기로는 10.0 내지 40.0중량부로 포함되는 것이 바람직할 수 있다. According to the present invention, a hybrid ceramic prosthesis including a thermoplastic polymer matrix and ceramic particles dispersed in the matrix may have different mechanical properties or aesthetics depending on the type of the thermoplastic polymer matrix and/or the type of ceramic particles, as described above. In addition, the content of ceramic particles dispersed in the thermoplastic polymer matrix can have a significant effect on the expression of optimal physical properties for realizing snap-fit. Preferably, the ceramic particles may be included within 50 parts by weight, preferably 3 to 50 parts by weight, more preferably 10.0 to 40.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the thermoplastic polymer matrix.

본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 보철물은 내마모성, 색 재현성, 색 안정성 등 우수한 성질을 가지는 세라믹의 장점과 resin cement와의 강한 결합력, 우수한 가공성 등 폴리머의 장점을 모두 가지게 된다.The hybrid ceramic prosthesis according to the present invention has both the advantages of ceramics having excellent properties such as wear resistance, color reproducibility, and color stability, and the advantages of polymers such as strong bonding strength with resin cement and excellent processability.

또한 기존 세라믹 보철물은 강도가 너무 높아 이를 안정적으로 적용하기 위해서는 임상 시 치아 삭제량이 많아져 치료가 오래 걸렸기 때문에 어린 환자들에게 힘들었으나, 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 보철물의 경우는 적정한 강도를 보유하여 치아 삭제량을 최소화할 수 있으면서 스냅핏 체결방식에 따라 신속하게 결합할 수 있어 환자의 부담이 적다.In addition, the existing ceramic prosthesis has too high strength, so it is difficult for young patients to apply it stably because the amount of tooth removal in clinical practice increases and the treatment takes a long time. However, the hybrid ceramic prosthesis according to the present invention has appropriate strength and The amount of removal can be minimized, and the burden on the patient can be reduced because it can be quickly combined according to the snap-fit fastening method.

한편, 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 보철물은 백색 안료를 더 포함하여 심미성을 향상시킬 수 있다.Meanwhile, the hybrid ceramic prosthesis according to the present invention may further include a white pigment to improve aesthetics.

백색 안료를 포함하는 경우 그 함량은 폴리머 매트릭스 100중량부 대비 0.05 내지 1.0중량부인 것이 바람직하다. 일예로, 하이브리드 세라믹 보철물의 폴리머 매트릭스가 PPSU인 경우, PPSU 본 재료의 색깔은 노란색을 띄기 때문에 자연치와 유사한 색상을 내기 위해서는 백색 안료를 적절히 배합하는 것이 바람직할 수 있다. When the white pigment is included, the amount thereof is preferably 0.05 to 1.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer matrix. For example, when the polymer matrix of the hybrid ceramic prosthesis is PPSU, since the color of the PPSU material is yellow, it may be desirable to appropriately mix a white pigment to produce a color similar to that of natural teeth.

백색 안료의 일예로는 이산화타이타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 및 인산아연(Zn3(PO4)2) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다.Examples of the white pigment include titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), and zinc phosphate (Zn 3 (PO 4 ) 2 ), but are not limited thereto.

이산화타이타늄(TiO2)은 대표적인 백색 안료로서 플라스틱, 고무, 도료 등 실생활에 널리 적용되는 무기화합물이다. 백색 안료 중 최고 수준의 굴절율을 가지고 정확한 입도와 분산성을 가지고 있어 은폐력, 착색력이 우수하고 화학적·물리적으로 매우 안정한 물질이며 환경 및 인체에 무해한 비독성 물질이다.Titanium dioxide (TiO 2 ) is a representative white pigment and is an inorganic compound widely used in real life such as plastics, rubbers, and paints. It has the highest level of refractive index among white pigments and has accurate particle size and dispersibility, so it has excellent hiding power and coloring power, and is chemically and physically very stable.

산화아연(ZnO)은 자외선에 높은 차단력을 가지고 있어 자외선 차단제로 쓰이는 백색 안료이며, 높은 열용량과 열전도성을 갖고 있으므로 고무, 유리와 같은 물질에 첨가되어 열에 대한 내구성을 높이는 데 사용된다. 또한 세라믹에 첨가하여 열과 충격에 내성이 있는 제품을 만드는 데 사용된다.Zinc oxide (ZnO) is a white pigment used as a sunscreen because it has high blocking power against ultraviolet rays. It has high heat capacity and thermal conductivity, so it is added to materials such as rubber and glass to increase durability against heat. It is also added to ceramics to make products resistant to heat and shock.

인산아연(Zn3(PO4)2)은 저장안정성이 좋아 에나멜은 물론 수용성 및 에멀젼 도료에도 적용 가능한 백색 안료이다. 특히 인산아연은 치과용 시멘트로도 많이 사용되어 왔는데, 주로 인레이, 크라운 및 다른 구강 장치의 접착에 사용된다. 긴 수명을 가지므로 영구 접착제로 이용할 수 있으며, 상아질과 비슷한 열전도율을 가지고 있어 임상에서 많이 사용되고 있다.Zinc phosphate (Zn 3 (PO 4 ) 2 ) is a white pigment that has good storage stability and can be applied to water-soluble and emulsion paints as well as enamel. In particular, zinc phosphate has been widely used as a dental cement, mainly for bonding inlays, crowns, and other oral appliances. Because it has a long lifespan, it can be used as a permanent adhesive, and it has a thermal conductivity similar to that of dentin, so it is widely used in clinical practice.

이외에도 다양한 안료가 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.In addition, various pigments may be used, but are not limited thereto.

본 발명의 이해를 돕기 위해 열가소성 매트릭스 단독으로 된 시편, 열가소성 폴리머 매트릭스 및 열가소성 폴리머 매트릭스 내에 분산된 세라믹 입자를 포함하는 시편, 및 여기에 백색안료를 더 포함하는 시편들을 제작하여 색상 및 투명도를 육안으로 확인한 결과 사진은 도 1과 같다. In order to facilitate the understanding of the present invention, specimens containing a thermoplastic matrix alone, specimens containing a thermoplastic polymer matrix and ceramic particles dispersed in the thermoplastic polymer matrix, and specimens further containing a white pigment were prepared, and color and transparency were visually inspected. As a result of checking, the photograph is shown in FIG. 1 .

시편의 제작은 각 재료에 대해 PPSU의 열적특성을 감안하여 컴파운딩하고 압출하여 얻어졌다.The fabrication of the specimen was obtained by compounding and extruding considering the thermal characteristics of PPSU for each material.

도 1(a)의 경우, 폴리머 재료로서 PPSU만으로 제조된 시료를 촬영한 사진으로, PPSU 본래 색상인 노란색을 강하게 띄는 것을 확인할 수 있었다.In the case of FIG. 1 (a), a photograph of a sample made of only PPSU as a polymer material, it was confirmed that the original color of PPSU was strongly yellow.

한편 도 1(b)의 경우, 백색 안료 없이 PPSU와 바륨실리케이트로 된 시편을 촬영한 것으로서, 좌측은 PPSU 100중량부에 대해 바륨실리케이트 5.0중량부 혼합, 우측은 바륨실리케이트 10.0중량부를 혼합한 것이다. 바륨실리케이트의 함량이 올라감에 따라 색상이 다소 옅어지는 것을 확인할 수 있으나, 여전히 자연 치아의 색상에 가까워졌다고 보기는 어려운 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, in the case of FIG. 1 (b), a specimen made of PPSU and barium silicate is photographed without a white pigment, and the left side is a mixture of 5.0 parts by weight of barium silicate based on 100 parts by weight of PPSU, and the right side is a mixture of 10.0 parts by weight of barium silicate. As the content of barium silicate increased, it could be confirmed that the color became slightly lighter, but it was still difficult to see that it was close to the color of natural teeth.

도 1(c)는 세라믹 재료의 혼합 없이 PPSU와 백색 안료로서 이산화타이타늄(TiO2)을 혼합하여 제조된 시편을 촬영한 사진으로, 좌측은 PPSU 100중량부에 대해 이산화타이타늄(TiO2) 0.3중량부 혼합, 우측은 이산화타이타늄(TiO2) 0.5중량부를 혼합한 것이다.1(c) is a photograph of a specimen prepared by mixing PPSU and titanium dioxide (TiO 2 ) as a white pigment without mixing of ceramic materials, and the left side is a photograph of titanium dioxide (TiO 2 ) with respect to 100 parts by weight of PPSU 0.3 parts by weight of mixture, the right side is a mixture of 0.5 parts by weight of titanium dioxide (TiO 2 ).

역시 안료 함량이 높아짐에 따라 조금 더 백색에 가까워지는 것을 확인할 수 있었으나, 세라믹 재료가 제외됨으로써 투명도 등 표면의 질감이 자연치아와는 꽤 차이가 나는 것을 확인할 수 있었다.Again, it was confirmed that as the pigment content increased, it became a little closer to white, but it was confirmed that the texture of the surface such as transparency was quite different from that of natural teeth by excluding ceramic materials.

마지막으로, 도 1(d)는 PPSU, 바륨실리케이트, 및 이산화타이타늄을 모두 혼합한 시료들을 촬영한 사진으로서, 좌측의 경우 PPSU 100중량부에 대해 바륨실리케이트 5.0중량부 및 TiO2 0.3중량부를 혼합하여 얻어진 시편이고, 우측은 PPSU 100중량부에 대해 바륨실리케이트 10.0중량부 및 이산화타이타늄(TiO2) 0.3중량부를 혼합하여 얻어진 시편이다.Finally, FIG. 1 (d) is a photograph of samples in which PPSU, barium silicate, and titanium dioxide are all mixed. In the case of the left side, 5.0 parts by weight of barium silicate and 0.3 part by weight of TiO 2 were mixed with respect to 100 parts by weight of PPSU. The obtained specimen, and the right side is a specimen obtained by mixing 10.0 parts by weight of barium silicate and 0.3 parts by weight of titanium dioxide (TiO 2 ) with respect to 100 parts by weight of PPSU.

좌측, 우측의 경우 다소 다른 색상을 나타내지만, 자연 치아의 경우 다양한 색상을 가지게 되므로 모두 치아 적용 재료로서 색상 및 표면 질감 등이 적합한 것으로 확인되었으며, 이를 이용하여 도 1(e)에 도시된 바와 같이 PPSU 100중량부에 대해 바륨실리케이트 5.0중량부 및 이산화타이타늄(TiO2) 0.3중량부를 포함하는 사출성형을 위한 펠릿을 제조할 수 있었다. The left and right sides show slightly different colors, but natural teeth have various colors, so it was confirmed that the color and surface texture are suitable for all teeth application materials, and using this, as shown in FIG. 5.0 parts by weight of barium silicate and titanium dioxide (TiO 2 ) based on 100 parts by weight of PPSU Pellets for injection molding containing 0.3 parts by weight could be prepared.

한편, 본 발명은 CAD/CAM 가공이 아닌 사출성형을 통해 최종 보철물 형태로 가공될 수 있다. CAD/CAM 가공의 경우엔 블록을 필요한 형상으로 절삭가공하기 때문에 버려지는 블록 부분이 많았는데, 본 발명과 같이 사출성형을 통해 최종 산물을 형성할 경우, 별도의 절삭단계가 없어 낭비되는 재료도 없을 뿐더러 후가공 단계가 최소화되어 임상에서 편리하게 적용이 가능하고 임상가들과 환자 및 보호자의 만족도를 향상시켜 줄 수 있다. Meanwhile, the present invention may be processed into a final prosthesis shape through injection molding rather than CAD/CAM processing. In the case of CAD/CAM machining, many blocks were discarded because the block was cut into the required shape. However, when the final product is formed through injection molding as in the present invention, there is no separate cutting step, so there is no wasted material. In addition, since the post-processing step is minimized, it can be applied conveniently in the clinic and can improve the satisfaction of clinicians, patients, and guardians.

본 발명은 또한 하이브리드 세라믹 보철물을 기성 제품화하여 대량생산을 통해 치과 치료시 별도의 공정을 거치지 않고 신속하게 이식할 수 있는 것을 목적으로 하므로, 사출성형 방식이 바람직하다.Since the present invention also aims to make a hybrid ceramic prosthesis into an off-the-shelf product and mass-produce it so that it can be quickly implanted without a separate process during dental treatment, an injection molding method is preferable.

이 때 사출성형이란, 용해된 물질을 주형에 주입시킴으로써 부품을 만들기 위한 제조 공정이다. 플라스틱 제품을 성형하고 생산하는 데 가장 보편적으로 쓰이는 방식인데, 보통 열가소성 수지를 가열하여 녹인 후 금형 안으로 밀어 넣은 후에 냉각시켜 플라스틱 제품을 가공하고 생산해낸다. 이러한 사출성형 방식은 동일 조작을 자동적으로 반복하면서 계속 제품을 생산해내므로 기성제품의 대량생산화에 바람직하다.At this time, injection molding is a manufacturing process for making a part by injecting a molten material into a mold. It is the most common way to mold and produce plastic products. Usually, thermoplastic resin is heated and melted, then pushed into a mold and cooled to process and produce plastic products. This injection molding method is preferable for mass production of ready-made products because it continues to produce products while automatically repeating the same operation.

그러나, 기계적 가공, 즉 블록 형태로 가공한 후 밀링하는 방식을 통해 보철물을 제조하는 것을 배제하는 것이 아님은 물론이다. However, of course, it is not excluded that the prosthesis is manufactured through mechanical processing, that is, processing into a block shape and then milling.

상기와 마찬가지 이유로, 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 보철물의 최종 산물을 3D-printing으로 제조할 수도 있다.For the same reason as above, the final product of the hybrid ceramic prosthesis according to the present invention may be manufactured by 3D-printing.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹에서 폴리머 매트릭스가 아닌, 일반적으로 치과계에서 사용되는 중합형 올리고머 또는 단량체를 사용하여 열경화형으로 제조할 경우 사출성형을 통해 정밀 적합성을 가지는 보철물의 제조가 가능하며, 광경화형으로 제조할 경우 빠른 경화 방식을 통해 제조상 이점을 기대할 수 있고, 최근 각광받는 3D-Printing을 통한 성형에도 적용이 가능할 것이다.In addition, when the hybrid ceramic according to the present invention is manufactured in a thermosetting type using polymeric oligomers or monomers generally used in dentistry, instead of a polymer matrix, it is possible to manufacture a prosthesis having precise fit through injection molding, In the case of manufacturing by fire molding, manufacturing advantages can be expected through a fast curing method, and it will be applicable to molding through 3D-Printing, which is in the spotlight recently.

도 2는 도 1(e)의 형태로 제조된 펠릿을 이용하여 사출 성형에 의해 하이브리드 세라믹 보철물의 최종 시제품을 제조한 후, 도 1의 실시예 중 (e)의 형태로 제조된 펠릿을 이용하여 사출 성형된 하이브리드 세라믹 보철물을 치아모형과 결합한 상태(Snap-fit On)의 사진(a) 및 치아모형으로부터 세라믹 보철물을 분리한 후 상태(Snap-fit off)의 사진(b)으로, 기계적으로 안정적인 스냅핏 동작이 이루어져 충분한 결합력을 가짐을 확인할 수 있었다.FIG. 2 is a final prototype of a hybrid ceramic prosthesis manufactured by injection molding using the pellet manufactured in the form of FIG. 1(e), and then using the pellet manufactured in the form of (e) Photo (a) of the injection-molded hybrid ceramic prosthesis combined with the tooth model (Snap-fit On) and (b) after separating the ceramic prosthesis from the tooth model (Snap-fit off), which are mechanically stable. It was confirmed that the snap-fit operation was performed and that it had sufficient bonding strength.

한편, 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 보철물에 있어서 세라믹 입자의 함량에 따른 물성을 확인하기 위해, PPSU 100중량부에 대해 바륨 실리케이트 세라믹 입자의 함량을 각각 3, 15 및 25 중량부로 달리하여 컴파운딩하여 3개 조성의 재료를 준비하고, 이를 사출성형을 통해 시편을 준비하여 다음과 같이 쇼어 경도 및 내마모성을 평가하였다. 모든 재료는 백색안료로서 TiO2를 PPSU 100중량부에 대해 0.3중량부로 포함함은 물론이다. 그 결과를 도 3으로 나타내었다. On the other hand, in order to check the physical properties according to the content of ceramic particles in the hybrid ceramic prosthesis according to the present invention, the content of barium silicate ceramic particles was varied to 3, 15, and 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of PPSU, respectively, and compounded to obtain 3 A modified material was prepared, and specimens were prepared through injection molding, and shore hardness and wear resistance were evaluated as follows. Of course, all the materials include 0.3 parts by weight of TiO 2 as a white pigment based on 100 parts by weight of PPSU. The results are shown in FIG. 3 .

(1) 쇼어 경도(Shore hardness, durometer)(1) Shore hardness (durometer)

3개 조성의 각각의 시편에 대해 5개의 임의의 포인트에 대해 쇼어 경도를 측정하였고, 각 시편의 평균값으로 경도값을 구하였다.Shore hardness was measured at 5 random points for each specimen of the three compositions, and the hardness value was obtained as an average value of each specimen.

(2) 내마모율(Wear resistance)(2) Wear resistance

도 4의 모식도로 나타낸 바와 같은 장치를 활용하여, 회전판에 연마재로 #1200 SiC sandpaper를 두고, 연마재와 맞닿도록 시편(블록 형상체)를 고정하고 시편 상에 250g의 하중을 가하면서 10분간 회전 연마(회전판 회전속도 500rpm)하여 마모된 시편의 무게를 측정하여 이로부터 내마모율(%)를 산출하였다. 이와 같은 동일한 평가방법에 따라 3개 조성의 각각의 시편에 대해, 총 3개씩의 시편을 준비하여 내마모율을 산출하였으며, 도 3의 결과는 이들 값의 평균치로 나타내었다. Using the device shown in the schematic diagram of FIG. 4, #1200 SiC sandpaper is placed as an abrasive on a rotating plate, a specimen (block-shaped body) is fixed so that it comes into contact with the abrasive, and a load of 250 g is applied on the specimen while rotating for 10 minutes. (Rotation speed of the rotating plate is 500 rpm) and the weight of the worn specimen was measured, and the wear resistance (%) was calculated therefrom. For each specimen of the three compositions according to the same evaluation method, a total of three specimens were prepared and the wear resistance was calculated, and the results of FIG. 3 are shown as the average value of these values.

도 3의 결과로 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 세라믹 보철물의 경우 세라믹 입자의 함량이 증가함에 따라 경도값이 커지고 내마모율이 증가함을 알 수 있다. 그러나 세라믹 입자의 함량이 과도해지게 되면 심미성을 저해할 수 있고 스냅핏(snap-fit) 특성을 구현하는 데 있어서 바람직하지 않을 수 있으므로 폴리머 매트릭스 100중량부에 대해 최대 50중량부 이내로 포함하는 것이 바람직할 수 있다. As shown in the results of FIG. 3 , in the case of the hybrid ceramic prosthesis according to the present invention, it can be seen that the hardness value increases and the wear resistance increases as the content of the ceramic particles increases. However, if the content of ceramic particles becomes excessive, aesthetics may be impaired and it may be undesirable in realizing snap-fit characteristics, so it is preferable to include them within a maximum of 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer matrix. can do.

이상과 같이 본 발명 구성 및 그에 따른 특유의 효과를 바람직한 실시예 등을 통해 상세히 설명하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above, the configuration of the present invention and its unique effects have been described in detail through preferred embodiments, etc., and for those skilled in the art, these specific techniques are only preferred embodiments, and thereby the present invention It will be clear that the scope is not limiting. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (14)

열가소성 폴리머 매트릭스 및 상기 매트릭스 내에 분산된 세라믹 입자를 포함하는, 하이브리드 세라믹 보철물.
A hybrid ceramic prosthesis comprising a thermoplastic polymer matrix and ceramic particles dispersed within the matrix.
제1항에 있어서, 열가소성 폴리머 매트릭스는 폴리에테르에테르케톤(PEEK, Polyether ether ketone), 폴리페닐설폰(PPSU, Polyphenylsulfone), 폴리아마이드이미드(PAI, Polyamide-imide), 폴리페닐렌설파이드(PPS, Polyphenylene sulfide), 폴리설폰(PSU, Polysulfone) 및 폴리에테르설폰(PES, Polyether sulfone)으로 이루어진 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 중에서 선택되는 1종 이상의 것을 포함하는 것임을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.
The method of claim 1, wherein the thermoplastic polymer matrix is polyether ether ketone (PEEK), polyphenylsulfone (PPSU, polyphenylsulfone), polyamide-imide (PAI), polyphenylene sulfide (PPS, Polyphenylene sulfide), polysulfone (PSU, Polysulfone) and polyethersulfone (PES, Polyether sulfone) characterized in that it comprises at least one selected from super engineering plastics, a hybrid ceramic prosthesis.
제1항에 있어서, 열가소성 폴리머 매트릭스는 폴리페닐설폰(PPSU, Polyphenylsulfone)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.
The hybrid ceramic prosthesis according to claim 1, wherein the thermoplastic polymer matrix comprises polyphenylsulfone (PPSU).
제1항에 있어서, 상기 세라믹 입자는 열가소성 폴리머 매트릭스 100중량부에 대해 3 내지 50중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.
The hybrid ceramic prosthesis according to claim 1, wherein the ceramic particles are included in an amount of 3 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic polymer matrix.
제1항에 있어서, 상기 세라믹 입자는 실리케이트계 글라스세라믹 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.
The hybrid ceramic prosthesis according to claim 1, wherein the ceramic particles include silicate-based glass ceramic particles.
제5항에 있어서, 상기 실리케이트계 글라스세라믹 입자는 리튬다이실리케이트 글라스세라믹 입자인 것을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.
[6] The hybrid ceramic prosthesis according to claim 5, wherein the silicate-based glass ceramic particles are lithium disilicate glass ceramic particles.
제5항에 있어서, 상기 실리케이트계 글라스세라믹 입자는 바륨실리케이트 글라스세라믹 입자인 것을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.
[6] The hybrid ceramic prosthesis according to claim 5, wherein the silicate-based glass ceramic particles are barium silicate glass ceramic particles.
제1항에 있어서, 백색 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.
The hybrid ceramic prosthesis according to claim 1 , characterized in that it comprises a white pigment.
제8항에 있어서, 상기 백색 안료는 이산화타이타늄(TiO2), 산화아연(ZnO) 및 인산아연(Zn3(PO4)2)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.
The method of claim 8, wherein the white pigment comprises at least one selected from the group consisting of titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO) and zinc phosphate (Zn 3 (PO 4 ) 2 ). , hybrid ceramic prostheses.
제8항에 있어서, 상기 백색 안료는 이산화타이타늄(TiO2)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.
The hybrid ceramic prosthesis according to claim 8, wherein the white pigment comprises titanium dioxide (TiO 2 ).
제10항에 있어서, 상기 백색 안료는 열가소성 폴리머 매트릭스 100중량부에 대하여 0.05 내지 1.0중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.
The hybrid ceramic prosthesis according to claim 10, wherein the white pigment is included in an amount of 0.05 to 1.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermoplastic polymer matrix.
제1항에 있어서, 폴리페닐설폰(PPSU, Polyphenylsulfone) 100중량부에 대하여 바륨실리케이트 3.0 내지 50.0중량부, 및 이산화타이타늄(TiO2) 0.05 내지 1.0중량부를 포함하는 사출 성형물인 것을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.According to claim 1, Polyphenylsulfone (PPSU, Polyphenylsulfone) 3.0 to 50.0 parts by weight of barium silicate based on 100 parts by weight, and titanium dioxide (TiO 2 ) Characterized in that the injection molding comprising 0.05 to 1.0 parts by weight, hybrid, characterized in that ceramic prosthesis. 제1항에 있어서, 보철물은 유치관인 것을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.
The hybrid ceramic prosthesis according to claim 1, wherein the prosthesis is a primary crown.
제1항에 있어서, 보철물은 스냅핏(snap-fit) 체결방식에 의해 프렙된 치아와 결합되는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 세라믹 보철물.The hybrid ceramic prosthesis according to claim 1, characterized in that the prosthesis is coupled to the prepared tooth by a snap-fit fastening method.
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