KR20230114430A - 3d 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법 - Google Patents

3d 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20230114430A
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Abstract

본 발명은 치아를 스캔하여 3D 치아 데이터를 확보하고, 상기 3D 치아 데이터를 3D 모델링하여 3D 치아 모델링 데이터를 생성하는 단계; 치아 표면에 부착할 어태치먼트의 위치를 선택하고, 선택된 상기 어태치먼트의 위치를 상기 3D 치아 모델링 데이터에 세팅하는 단계; 상기 3D 치아 모델링 데이터를 기반으로, 상기 어태치먼트의 위치에 대응하는 고정홈을 갖는 투명 치아 교정 장치를 3D 모델링하여 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터를 기반으로, 3D 프린터를 이용하여 상기 투명 치아 교정 장치를 3D 프린팅 하는 단계를 포함하는, 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF INVISALIGN}
본 발명은 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
투명 치아 교정 장치는 얼라이너 또는 상품명 인비절라인(Invisalign) 등으로 불리우며, 얇고 투명한 플라스틱 재질로 형성된 마우스피스 형태로 형성된다.
투명 치아 교정 장치는 와이어 및 브라켓을 이용하지 않고도, 치아에 착용되어, 치아를 교정할 수 있고 외관상 좋은 인상을 주므로, 최근 많이 활용되고 있다.
한편, 종래에는 투명 치아 교정 장치를 치아에 고정하는 힘을 보강하기 위하여, 치아 표면에 어태치먼트(attachment)를 부착하였다. 여기서, 어태치먼트는 치아 표면에 부착하는 레진 덩어리를 의미한다. 어태치먼트는 투명 치아 교정 장치의 표면의 언더컷(undercut)으로 형성되는 고정홈에 고정될 수 있다.
그런데, 종래의 투명 치아 교정 장치는 진공 성형으로 제조됨에 따라, 고정홈이 어태치 먼트에 대응하는 형태로 형성하기 어려웠다. 따라서, 종래의 방식으로 제조된 투명 치아 교정 장치는 고정홈과 어태치먼트 간의 치수 오차가 발생함에 따라, 고정홈과 어태치먼트 간의 고정력이 저하되는 문제점이 있었다.
국내 등록특허공보 제10-1173548호(2012.08.07.)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 3D 프린팅을 이용하여 투명 치아 교정 장치를 제작함으로써, 투명 치아 교정 장치의 고정홈과 어태치먼트 간의 치수 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있고 투명 치아 교정 장치의 고정홈 및 치아에 부착된 어태치먼트 간의 고정력을 향상시킬 수 있는 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법은 치아를 스캔하여 3D 치아 데이터를 확보하고, 상기 3D 치아 데이터를 3D 모델링하여 3D 치아 모델링 데이터를 생성하는 단계; 치아 표면에 부착할 어태치먼트의 위치를 선택하고, 선택된 상기 어태치먼트의 위치를 상기 3D 치아 모델링 데이터에 세팅하는 단계; 상기 3D 치아 모델링 데이터를 기반으로, 상기 어태치먼트의 위치에 대응하는 고정홈을 갖는 투명 치아 교정 장치를 3D 모델링하여 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터를 기반으로, 3D 프린터를 이용하여 상기 투명 치아 교정 장치를 3D 프린팅 하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 어태치먼트는 상기 치아 표면에서 멀어질수록 단면적이 증가하는 단면형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 3D 프린팅 하는 단계에 앞서, 상기 투명 치아 교정 장치에 형성할 복수의 교정 보조부의 위치를 선택하고, 선택된 복수의 상기 교정 보조부의 위치를 상기 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터에 세팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터는 상악 치아에 대응하는 형태의 상악 치아용 투명 교정 장치와 하악 치아에 대응하는 형태의 하악 치아용 투명 고정 장치를 포함하고, 복수의 상기 교정 보조부의 위치를 세팅하는 단계는 적어도 하나의 상기 교정 보조부를 상기 상악 치아용 투명 교정 장치와 상기 하악 치아용 투명 교정 장치에 각각 생성할 수 있다.
또한, 상기 교정 보조부의 외주에 일정 깊이로 함몰된 리세스 홈을 형성할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법은 3D 프린팅을 이용하여 투명 치아 교정 장치를 제작함으로써, 투명 치아 교정 장치의 고정홈과 어태치먼트 간의 치수 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있고 투명 치아 교정 장치의 고정홈 및 치아에 부착된 어태치먼트 간의 고정력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법에 의해 제작된 투명 치아 교정 장치 및 치아에 부착된 어태치먼트를 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법에 의해 제작된 투명 치아 교정 장치 및 치아에 부착된 어태치먼트를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법에 의해 제작된 투명 치아 교정 장치가 치아에 착용된 상태를 나타낸 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법에 의해 제작된 투명 치아 교정 장치 및 치아에 부착된 어태치먼트를 나타낸 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법에 의해 제작된 투명 치아 교정 장치 및 치아에 부착된 어태치먼트를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법에 의해 제작된 투명 치아 교정 장치가 치아에 착용된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법은 3D 치아 모델링 데이터를 생성하는 단계(S10), 어태치먼트의 위치를 3D 치아 모델링 데이터에 세팅하는 단계(S20), 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터를 생성하는 단계(S30), 복수의 상기 교정 보조부의 위치를 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터에 세팅하는 단계(S40) 및 3D 프린팅 하는 단계(S50)을 포함한다.
우선, 3D 치아 모델링 데이터를 생성하는 단계(S10)에서는 치아(10)를 스캔하여 3D 치아 데이터를 확보하고, 3D 치아 데이터를 3D 모델링하여 3D 치아 모델링 데이터를 생성한다.
여기서, 3D 치아 데이터는 피시술자의 치아(10)의 인상 체득을 통한 치아(10) 모형을 3D 스캐너로 스캔하여 확보할 수 있다.
또한, 3D 치아 모델링 데이터에는 치아(10)의 교정을 통해 현재 치아 형태에서 목표 치아 형태로 변화되는 과정을 복수로 분할한 복수의 3D 치아 분할 데이터를 포함할 수 있다.
다음으로, 어태치먼트의 위치를 3D 치아 모델링 데이터에 세팅하는 단계(S20)에서는 치아(10) 표면에 부착할 어태치먼트(100)의 위치를 선택하고, 선택된 어태치먼트(100)의 위치를 3D 치아 모델링 데이터에 세팅한다.
본 단계에서, 치아(10) 표면에 부착할 어태치먼트(100)의 위치를 선택하는 것은 잇몸의 돌출도, 수술여부, 발치와 비발치 여부, 발치의 위치, 상하악전치의 후방견인방법, 개별치아(10)의 해부학적인 상태등 모든 치료 계획을 고려하여, 제어장치나 시술자가 선택할 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 어태치먼트(100)는 투명 치아 교정 장치를 치아(10)에 고정하는 힘을 보강하는 역할을 한다. 이러한 어태치먼트(100)는 치아(10) 표면에서 멀어질수록 단면적이 증가하는 단면형상을 가질 수 있다.
이어서, 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터를 생성하는 단계(S30) 에서는 3D 치아 모델링 데이터를 기반으로, 어태치먼트(100)의 위치에 대응하는 고정홈(210)을 갖는 투명 치아 교정 장치를 3D 모델링하여 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터를 생성한다.
이후, 복수의 교정 보조부(220)의 위치를 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터에 세팅하는 단계(S40) 에서는 투명 치아 교정 장치에 형성할 복수의 교정 보조부(220)의 위치를 선택하고, 선택된 복수의 교정 보조부(220)의 위치를 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터에 세팅한다.
후술하겠지만, 이러한 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터의 3D 프린팅에 의해 제작된 투명 치아 교정 장치는 복수의 교정 보조부(220) 중 적어도 한 쌍은 탄성 부재(300)에 의해 연결되어 인장력이 가해질 수 있다. 이러한 복수의 교정 보조부(220)와 탄성 부재(300)를 갖는 투명 교정 장치가 피시술자의 치아(10)에 착용될 때, 탄성 부재(300)에 의해 연결된 한 쌍의 교정 보조부(220)는 한 쌍의 교정 보조부(220)에 인접하는 한 쌍의 치아(10)에 각각 교정력을 가할 수 있다. 탄성 부재(300)는 특별히 한정되지 않지만, 고무 밴드가 사용될 수 있다.
본 단계에서, 복수의 교정 보조부(220)의 위치를 선택하는 것은 잇몸의 돌출도, 수술여부, 발치와 비발치 여부, 발치의 위치, 상하악전치의 후방견인방법, 개별치아(10)의 해부학적인 상태등 모든 치료 계획을 고려하여, 제어장치나 시술자가 선택할 수 있다.
본 단계에서는, 교정 보조부(220)의 외주에 일정 깊이로 함몰된 리세스 홈(222)을 형성할 수 있다. 이러한 리세스 홈(222)에는 탄성부재가 걸어짐에 따라, 탄성부재의 이탈이 방지될 수 있다.
또한, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터는 상악 치아에 대응하는 형태의 상악 치아용 투명 교정 장치와 하악 치아에 대응하는 형태의 하악 치아용 투명 고정 장치를 포함할 수 있으며, 복수의 교정 보조부(220)의 위치를 세팅하는 단계(S40)는 적어도 하나의 교정 보조부(220)를 상악 치아용 투명 교정 장치와 하악 치아용 투명 교정 장치에 각각 생성할 수 있다.
후술하겠지만, 이러한 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터의 3D 프린팅에 의해 제작된 상악 치아용 투명 교정 장치와 하악 치아용 투명 교정 장치는 탄성 부재(300)가 상악 치아용 투명 교정 장치와 하악 치아용 투명 교정 장치에 각각 마련되는 한 쌍의 교정 보조부(220)에 연결되어, 상악 치아용 투명 교정 장치에 착용된 상악 치아와 하악 치아용 투명 교정 장치에 착용된 하악 치아를 인장해주는 교정력을 제공할 수 있다.
마지막으로, 3D 프린팅 하는 단계(S50)에서는 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터를 기반으로, 3D 프린터를 이용하여 투명 치아 교정 장치를 3D 프린팅으로 제작한다.
여기서, 3D 프린팅은 DLP(Disital Light Processing), SLA(Stereo Lithography Apparatus) 및 PolyJet 방식 등이 사용될 수 있다.
투명 치아 교정 장치의 재질은 특별히 한정되지 않지만, acrylonitrile-butadiene-styrene plastic, stereolithography materials(epoxy resins), polylactic acid, polyamide (nylon), glass-filled polyamide, silver, steel, titanium, photopolymers, wax 및 polycarbonate 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법에 의해 제작된 투명 치아 교정 장치는 본체(200), 고정홈(210) 및 복수의 교정 보조부(220)를 포함한다.
본체(200)는 교정이 필요한 치아(10)를 갖는 상악 치아 또는 하악 치아에 착용되며, 치아(10) 배열 상태에 따라 교정이 필요한 치아(10)를 최종적으로 교정될 지점으로 이동시키는 역할을 한다. 구체적으로, 본체(200)가 상악 치아 또는 하악 치아에 착용된 상태에서, 상악 치아와 하악 치아의 하악 운동이 이루어지면, 교정이 필요한 치아(10)가 확장, 회전, 복귀 압하 또는 정출에 의해 최종적으로 교정될 지점으로 이동될 수 있다.
고정홈(210)은 본체(200)의 내면에 함몰 형성되며, 3D 프린팅에 의해 제작됨에 따라, 치아(10)에 부착되는 어태치먼트(100)에 대응하는 형태를 갖는다. 따라서, 고정홈(210)과 어티치먼트의 결합시, 고정홈(210)과 어태치먼트(100) 간의 치수 오차가 발생하지 않는다.
복수의 교정 보조부(220)는 본체(200)의 외면에 돌출 형성되며, 복수의 교정 보조부(220) 중 적어도 한 쌍은 탄성 부재(300)에 의해 연결되어 인장력이 가해질 수 있다. 이러한 복수의 교정 보조부(220)와 탄성 부재(300)를 갖는 투명 교정 장치가 피시술자의 치아(10)에 착용될 때, 탄성 부재(300)에 의해 연결된 한 쌍의 교정 보조부(220)는 한 쌍의 교정 보조부(220)에 인접하는 한 쌍의 치아(10)에 각각 교정력을 가할 수 있다. 탄성 부재(300)는 특별히 한정되지 않지만, 고무 밴드가 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법은 3D 프린팅을 이용하여 투명 치아 교정 장치를 제작함으로써, 투명 치아 교정 장치의 고정홈(210)과 어태치먼트(100) 간의 치수 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있고 투명 치아 교정 장치의 고정홈(210) 및 치아(10)에 부착된 어태치먼트(100) 간의 고정력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 치아
100: 어태치먼트
200: 본체
210: 고정홈
220: 교정 보조부
222: 리세스 홈
300: 탄성 부재

Claims (5)

  1. 치아를 스캔하여 3D 치아 데이터를 확보하고, 상기 3D 치아 데이터를 3D 모델링하여 3D 치아 모델링 데이터를 생성하는 단계;
    치아 표면에 부착할 어태치먼트의 위치를 선택하고, 선택된 상기 어태치먼트의 위치를 상기 3D 치아 모델링 데이터에 세팅하는 단계;
    상기 3D 치아 모델링 데이터를 기반으로, 상기 어태치먼트의 위치에 대응하는 고정홈을 갖는 투명 치아 교정 장치를 3D 모델링하여 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터를 기반으로, 3D 프린터를 이용하여 상기 투명 치아 교정 장치를 3D 프린팅 하는 단계를 포함하는, 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어태치먼트는 상기 치아 표면에서 멀어질수록 단면적이 증가하는 단면형상을 갖는, 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3D 프린팅 하는 단계에 앞서,
    상기 투명 치아 교정 장치에 형성할 복수의 교정 보조부의 위치를 선택하고, 선택된 복수의 상기 교정 보조부의 위치를 상기 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터에 세팅하는 단계를 더 포함하는, 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 3D 투명 치아 교정 장치 모델링 데이터는 상악 치아에 대응하는 형태의 상악 치아용 투명 교정 장치와 하악 치아에 대응하는 형태의 하악 치아용 투명 고정 장치를 포함하고,
    복수의 상기 교정 보조부의 위치를 세팅하는 단계는 적어도 하나의 상기 교정 보조부를 상기 상악 치아용 투명 교정 장치와 상기 하악 치아용 투명 교정 장치에 각각 생성하는, 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 교정 보조부의 외주에 일정 깊이로 함몰된 리세스 홈을 형성하는, 3D 프린팅을 이용한 투명 치아 교정 장치의 제조 방법.
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