KR20230116975A - 디지털 방식의 의치 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 의치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의치를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 적어도 하나의 인공 치아가 배열되는 외관부 및 외관부에 삽입되는 보강부를 포함하고, 외관부가 보강부의 적어도 일부를 감싸도록 상호 결합되는 적어도 한 쌍의 결합체로 이루어진 의치 구조물을 밀링 및 3D 프린팅을 활용하여 디지털 방식으로 제조할 수 있는 제조방법과, 이를 이용하여 제조되는 의치 구조물에 대한 것이다.

Description

디지털 방식의 의치 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 의치{METHOD FOR DIGITAL MANUFACTURING OF DENTURE AND MANUFACTURED DENTURE USING THE SAME}

본 발명은 의치를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 방식의 의치 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 의치에 관한 것이다.

일반적으로 의치는 틀니라고 불리우며, 다수의 치아 및 관련 구강조직의 결손 시 구강 내에 착탈식으로 착용할 수 있는 인공적 대용물로, 구강의 손상된 기능과 심미적 외관 및 구강 건강을 회복시키는 장치를 의미한다.

이러한 의치는 완전틀니라 불리는 총의치 혹은 전부상의치(Full denture) 또는 부분틀니라 불리는 국소의치 혹은 부분상의치(Partial denture)로 구분될 수 있으며, 이들 의치는 구강 운동 시 발생하는 힘이 잇몸과 치아로 분산될 수 있도록 티타늄이나 메탈 등 탄력이 있는 금속을 보강재로 하여 의치의 내부에 삽입한 구조로 사용하게 된다. 금속 알러지를 보유한 환자의 경우 레진상으로만 이루어진 의치를 사용하지만, 이와 같은 특수한 경우를 제외하고는 대부분 금속상의 의치로 제작된다. 특히, 부분상의치의 경우 잔존하는 치아가 힘을 지탱하기 때문에 금속 보강재의 사용이 필수적이라 할 수 있다. 의치상으로서 잇몸과 접한 부분에는 레진 등의 플라스틱 재질로 형성되고, 치아에 해당하는 부분은 레진이나 도자기 등을 사용하고 있으며, 치아가 결합되는 잇몸부분은 왁스를 이용하여 제작한다. 이렇게, 의치는 금속 구조물과 금속 구조물을 감싸는 비금속 재질의 의치상의 구조로 이루어진다.

이와 같은 의치를 제조하기 위해서는 먼저, 대상 환자의 구강 상태를 검진하여 치료 계획을 수립하게 된다. 이때, 잔존하는 치아 상태 또는 잇몸의 건강 상태 등을 고려하여 전부상의치 또는 부분상의치를 결정하여 의치에 필요한 치료를 실시하게 된다. 여기서, 부분상의치인 경우에는 잔존 치아와의 결속을 위한 추가의 보철물 또는 클라스프 등의 구조가 추가되는 점을 제외하면, 전반적인 의치의 제조 과정이 전부상의치와 거의 동일하게 시행된다. 이후, 몇 차례의 예비 및 최종 단계에 걸쳐 인상채득을 통해 개인 구강 상태에 맞는 틀로서 개인 인상용 트레이를 제작하게 된다. 개인 인상용 트레이를 제작함에 있어, 예비 인상체 및 예비 모형의 제작 과정을 거치며 개인 인상용 트레이로 최종 인상채득이 이루어지게 된다. 최종인상모형을 제작하고, 상악 및 하악이 관절에 의해 맞물리는 치아의 높이를 확인하며 치아가 맞물리는 구조를 확인하게 된다. 즉, 교합을 결정하게 되는데, 이는 구강 구조와 근접한 상태를 교합기상에 재현하기 위한 작업으로서 악간관계채득이 이루어지는 것이다. 이렇게 조정된 인상모형을 교합기에 마운팅하여 안궁(face bow) 구조를 형성한 후에, 안궁에 인공치 배열을 통해 전체적인 구조를 결정한다. 다음으로, 배열된 인공치에 대해 교합조정을 거쳐 치은 형상을 형성하여 1차적으로 왁스형의 의치 상태로 제작한다. 이후, 큐링(curing) 작업을 통해 왁스형 구조물을 레진형 구조물로 변환시키고, 폴리싱 작업을 통해 최종 의치 구조물을 형성한다.

예를 들면, 전체 의치 제작은 기본적으로 다음과 같은 단계들을 포함한다. 치과 의사가 실리콘 인상을 채득하는 단계, 턱의 형상을 반영하기 위해 치기공사가 치과용 플라스터 모델을 제조하는 단계, 왁스로 인공 치아를 구성하고 잇몸을 조각하는 단계, 필요에 따라, 치과 의사 또는 치기공소에 의해 수행되는 시험 및 보정 단계, 보정된 왁스 의치를 치과용 플라스터, 실리콘 또는 한천 등으로 피복하는 단계, 온수를 이용하여 왁스를 비등시켜 왁스를 제거하는 단계, 인공 치아를 제작된 주형에 삽입하는 단계, 생성된 중공 공간을 의치용 플라스틱 재료로 충진하는 단계, 및 최종 의치를 중합하고, 마무리 손질하고, 연마하는 단계를 포함할 수 있다. 도 1에는 전술한 바와 같은 일련의 단계들에 의해 제작되는 의치의 예시적인 도면이 도시되어 있다.

이처럼, 종래에는 국내 출원번호 제2003-0097018호에 개시된 치아모형의 왁스 제거장치 및 국내 출원번호 제2006-0037877호에 개시된 틀니제작용 레진주입장치 등을 이용하여 의치를 제조하도록 하였다.

그러나, 이러한 방식의 의치 제조방법의 경우, 제조하는 과정이 복잡할 뿐만 아니라, 모형을 제작하는 작업자의 기술 수준에 따라 제작되는 의치의 환자 적합도가 달라지는 등 정확한 위치 및 형상으로의 제조가 어려우며, 복잡한 제조 과정으로 인해 제조기간이 길어지고 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 제조방법의 경우 1차 모형 제조 후 1차 모형을 기반으로 최종적인 의치의 제작을 하게 되는데, 환자의 구강 내부에 대한 측정 및 조절 과정 거쳐 제작을 실시하는 바, 측정 및 조절 과정은 치과와 같은 시술자측에서 수행되지만 의치의 직접적인 제조는 치기공소와 같은 제조자측에서 수행된다. 이에 따라, 각 과정에서 제작되는 가공품이 시술자측과 제조자측으로 반복적으로 교차 이동되며, 완성된 의치의 정확도가 떨어질 수 있는 문제가 있다. 이를, 미세한 조정을 통해 해결하곤 있으나, 원천적으로 제조시 발생되는 문제를 해결하진 못하고 있다.

이에, 최근에는 기술의 발달로 디지털 방식으로 의치를 제조하는 방식이 시행되고 있다. 즉, 전술한 인상채득 또는 설계 과정 등이 3D 스캐닝 및 소프트웨어 상의 설계 등을 통해 디지털 방식으로 실시되고, 최종적으로 설계된 모델이 3D 프린팅 등의 제조 방식으로 최종 의치가 제작될 수 있다.

종래의 디지털 방식의 의치 제조방법으로서, 국내 출원번호 제2012-7014199호에는 자동화된 의치 제조방법이 개시되어 있다. 종래의 제조방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 제작될 각각의 의치의 디지털 데이터 세트를 제공하는 단계와, 모델을 치열궁 및 잇몸으로 디지털 분리하는 단계와, 절단 기술을 이용하여 세라믹 또는 플라스틱 재료로 치열궁을 제작하는 단계와, 생성 또는 제거(ablative) 절차를 통해 (메트-)아크릴레이트계 플라스틱 재료를 포함하는 의치상을 제조하는 단계와, 접착 또는 접합을 통해 또는 접착과 접합의 조합을 통해 치열궁과 잇몸을 연결시키는 단계를 포함하고, 제작될 의치의 디지털 데이터 세트는 가상 조음기관에 의한 치아의 가상 구성을 통해 제공된다. 이와 같은 종래의 제조방법은, 상기 구조를 통해 복잡한 기존의 방식을 단순화 시킬 수 있다.

그러나, 종래의 디지털 방식의 의치 제조방법은 의치에 사용되는 금속 보강재가 포함되지 않은 레진상 구조로서, 제조되는 의치의 강도가 약하므로 저작 압력을 견디지 못하여 파손되는 등의 문제가 있었다.

한편, 전술한 바에 따르면 대부분의 의치는 제조 시 상기 금속 보강재가 내부에 인서트된 구조를 이루는데, 종래에는 국내 출원번호 제2018-7026807호에 개시된 열가소성 의치 프레임 제조방법과 같이, 의치에 삽입되는 금속 보강재를 열가소성의 소재를 밀링 방식을 이용하여 제조하고 있다.

이렇게 제조된 금속 보강재를 의치의 내부에 매입하기 위해서, 종래에는 왁스형 의치를 레진형 의치로 형성하는 큐링 작업을 거쳐 금속 보강재와 의치상을 일체로 제작하였다. 즉, 수지 전입법으로서 가압 성형, 사출 성형 또는 유입 성형 등의 성형 방식을 이용하며, 금속 보강재가 매입된 납의치에 대한 몰딩을 제작하고, 몰딩 내에 수지를 주입하여 성형함으로써 임시 의치상 재료인 왁스를 영구 의치상인 수지 등의 재료로 제조하게 된다.

하지만, 종래의 성형에 의해 제조된 의치는, 외관을 이루는 의치상 부분이 내부에 매입되는 금속 보강재 부분을 일부 또는 전체를 감싸도록 형성됨에 따라 일체의 구조를 이루나, 레진 등의 플라스틱 소재가 이용되는 의치상 부분과 금속 소재인 보강재 부분의 결속력이 다소 미흡하여 장기간 사용하는 의치의 특성으로 인해 구조적인 결함이 발생하는 문제가 있었다.

즉, 종래에는 의치의 대부분을 이루는 의치상 부분과 보강재가 서로 다른 이종 소재의 재질로 형성되고 양자가 결합되는 구조로 제작됨에 따라, 금속 및 플라스틱의 이종 소재 간의 결합 구조가 안정적이지 못하고, 상호 간의 접착성이 낮으므로 반복적으로 가해지는 저작압력에 의해 보강재 및 의치상의 접합부 사이에 간극이 형성되거나 파절이 발생하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제2003-0097018호 대한민국 공개특허 제2006-0037877호 대한민국 공개특허 제2012-7014199호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 완전 디지털화 방식으로 의치를 제조하는데 있어 제한적 요소로 작용하는 의치상 부분과 금속 보강재의 결합 문제를 해결할 수 있는 디지털화 방식의 의치 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러, 본 발명의 목적은 복잡한 기존의 제조 과정을 단순화할 수 있는 의치 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 설계 및 제조가 간편한 의치 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

그리고, 본 발명은 이종 소재의 결합 구조를 안정적으로 유지할 수 있는 의치 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 의치 구조물은, 적어도 하나의 인공 치아가 배열되는 외관부 및 외관부에 삽입되는 보강부를 포함하고, 외관부는 보강부의 적어도 일부를 감싸도록 상호 결합되는 적어도 한 쌍의 결합체로 이루어질 수 있다.

여기서, 외관부는, 한 쌍의 결합체를 연결하기 위한 커플러를 더 포함할 수 있다.

커플러는 보강부의 둘레로부터 인접하며 이격되게 배치되어 한 쌍의 결합체의 각각 또는 양측 모두에 형성될 수 있다.

커플러는, 접착제를 포함하거나 결합 구조로 이루어지며, 커플러의 결합구조는 한 쌍의 결합체 중 하나의 표면에 돌출되게 형성되는 적어도 하나의 결합돌기 및 한 쌍의 결합체 중 다른 하나의 표면에 결합돌기와 대응하도록 형성되는 적어도 하나의 결합홈을 포함할 수 있다.

보강부는 적어도 하나의 관통공이 형성되는 다공성의 플레이트를 포함하고, 외관부는, 플레이트의 관통공 중 적어도 하나와 결속되는 결속돌기를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 디지털 방식의 의치 제조방법은, 스캔을 통해 획득한 구강 정보에 대한 스캐닝 이미지로부터 3D 데이터를 수집하는 단계, 3D 데이터를 소프트웨어를 이용하여 적어도 하나의 부품을 포함하는 대상 모델을 설계하는 단계 및 대상 모델을 밀링 가공 또는 3D 프린팅 가공을 통해 의치로 제작하는 단계를 포함할 수 있다.

대상 모델을 설계하는 단계는, 환자의 구강 내 대상 악궁에 장착되는 장착면을 설계하는 단계, 장착면을 포함하는 구조물의 외관을 설계하는 단계, 외관의 내부에 형성되는 보강재를 형성하도록 보강 구조를 설계하는 단계, 외관을 적어도 한 쌍의 결합 부품으로 분리하여 형성하기 위한 분리 구조 설계 단계, 결합 부품 및 보강재의 결합 구조를 설계하는 단계 및 결합 부품 및 보강재의 개별 파트를 설계하는 단계를 포함할 수 있다.

의치 제작 단계는, 결합 부품을 3D 프린팅 공정으로 형성하는 외관부 파트 제작 단계, 보강재를 밀링 공정으로 형성하는 보강부 파트 제작 단계, 각 제작 단계에서 형성된 각 부품들을 배치하는 파트 배치 단계 및 부품들을 결합하기 위한 결합 단계를 포함할 수 있다.

의치 제작 단계에서, 대상 모델은 밀링 가공으로 형성되는 보강부와, 프린팅 가공으로 형성되는 외관부를 포함하며, 외관부는 보강부를 감싸도록 형성되고, 보강부는 금속 소재로 형성되고, 외관부는 비금속 소재로 형성되며, 외관부는 한 쌍의 바디가 보강부에 대해 양 측면에 배치되어 상호 결합되며, 대상 모델은 외관부의 바디를 결속시키는 커플러를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 디지털 방식의 의치 제조시스템에 의하면, 구강 정보를 이미지 데이터로 획득하는 이미지 획득부, 이미지 데이터를 기반으로 소프트웨어를 이용하여 구조물에 대한 모델을 설계하는 설계부 및 모델을 밀링 가공 또는 3D 프린팅 가공을 통해 의치로 제작하기 위한 성형부를 포함할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의한 디지털 방식의 의치 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 의치 구조물에 따르면, 견인장치 등을 이용한 수작업에 의해 인상을 취득하는 종래와 달리, 3차원 작업이미지를 이용하여 높은 정밀도로 설계 및 제조되는 디지털 의치의 설계정보가 3차원 벡터데이터로 획득되어 디지털 파일로 간편하게 보관 및 관리되므로 파손 및 분실시 밀링 또는 3차원 프린팅을 통해 신속하게 반복제조 가능하므로 제조편의성이 개선될 수 있다.

그리고, 본 발명에 의하면, 의치상 부분으로 형성되는 외관부와, 보강을 위한 보강부가 서로 다른 이종 소재의 재질로 형성되지만, 양자의 결합 시 이종 소재 간 결합 구조의 불안정성을 최소화하기 위하여, 커플러에 의해서 상호 간 접착성을 향상시키는 구조로 안정적인 결합 상태를 유지시킬 수 있다. 즉, 보강부와 외관부의 결합 상태를 안정적으로 유지할 수 있으므로 제품의 내구성을 개선할 수 있으므로, 반복적으로 가해지는 저작압력에 의해 보강재 및 의치상의 접합부 사이에 간극이 형성되는 것을 방지하고, 파절이 발생되는 것을 예방할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 구강 내 표면정보를 기반으로 제조되는 하부파트 및 상부파트 간의 정합시 지그를 통해 안정적으로 지지된 상태에서, 커플러에 의해 견고하게 일체로 결합되므로 구강 내부에 삽입시 저작압력으로 인한 유동이 최소화되어 제품의 정밀성 및 착용감이 개선될 수 있다. 특히, 3D 설계 환경에서 커플러의 각 끼움 부분들이 각 기준 위치로 설정되고 레이어 조정을 통해 정확한 위치에 매칭될 수 있게 설계되므로 종래에 비해 불량 발생을 최소화할 수 있다.

아울러, 본 발명에 의하면, 보강부의 면적이 넓어지거나, 외관부의 체적이 작게 형성되는 경우에도, 안정적인 결합 구조를 유지시킬 수 있는 이점을 갖는다.

도 1은 종래의 제조 방법에 대한 것으로, 의치를 제작하는 일련의 단계들의 예시적인 이미지;
도 2는 종래의 제조 방법을 도시한 흐름도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물의 일 예시를 도시한 이미지;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물을 개략적으로 도시한 평면도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물을 개략적으로 도시한 부분 사시도;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물이 전부상의치로 구성되는 경우의 구조물을 개략적으로 도시한 평면도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물의 보강부를 도시한 이미지;
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물을 성형하기 위한 3D 프린터를 예시적으로 도시한 이미지;
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 방식의 의치 제조방법의 프로세스를 개략적으로 나타낸 흐름도; 및
도 12은 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 방식의 의치 제조시스템을 개략적으로 나타낸 블록도를 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물의 일 예시를 이미지로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물을 개략적으로 도시한 부분 사시도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물이 전부상의치로 구성되는 경우의 구조물을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물의 보강부를 이미지로 도시한 도면이다.

도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물을 설명한다. 본 발명의 의치 구조물은 도 3에 도시된 바와 같이 구강 내부의 형상과 대응되는 형태의 것으로 구성될 수 있다.

본 실시예에서는 상악 또는 하악 중 상악에 대하여 구강 내 설치되는 부분상의치인 것으로 의치 구조물을 설명하도록 하나, 상악이나 하악 중 일부분 또는 전체 부분, 혹은 양측 모두에 설치될 수 있는 의치로서 부분상의치 또는 전부상의치가 될 수도 있다.

본 발명의 의치 구조물은 장착 위치에 따라 전반적인 형상이 상이하게 형성될 수 있으나, 대체적으로 구강 내 치아 및 잇몸 일부를 인공적으로 형성하는 외관을 가질 수 있다.

이와 같은 본 발명의 의치 구조물은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 인공 치아(101)가 배열되는 외관부(100) 및 외관부(100)에 삽입되는 보강부(200)를 포함할 수 있다.

외관부(100)는 치아를 포함하는 의치상의 부분으로서, 상악 또는 하악 구조에 접촉하도록 형성되는 접촉면(미도시됨)과, 접촉면에서 연장되어 외관부(100)의 몸체를 이루는 베이스(미도시됨)와, 베이스의 일측에 형성되는 매식면(미도시됨)으로 이루어질 수 있다. 외관부(100)는 구조물의 종류(부분상의치 또는 전부상의치)에 따라, 도 4에 도시된 것처럼 장착 대상이 되는 상악 또는 하악에 접하도록 후술되는 보강부(200)를 일부만 감싸도록 보강부(200)의 양측에 형성(부분상의치인 경우)되거나, 점선으로 표시한 부분이 연장되며 보강부(200)의 전부를 감싸도록 형성(전부상의치인 경우)될 수 있다.

이러한 외관부(100)는 도 5에 도시된 것처럼 접촉면의 반대측인 매식면에 적어도 하나의 인공 치아(101)가 배열될 수 있다. 외관부(100)는 전체적인 형상이 구강 내의 형태와 유사하게 형성될 수 있다. 즉, 외관부(100)는 치아 및 치아를 둘러싸는 잇몸 즉 의치상의 형상을 갖는다.

그리고, 외관부(100)는 CAD/CAM 시스템(CAD(Computer Aided Design)에 의해 디자인되고 3D 프린팅 장치를 통해 제조될 수 있으므로, 이에 적합한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 외관부(100)는 레진 치아와의 접착성이 우수한 아크릴계 수지일 수 있다. 여기서, 아크릴계 수지란, 아크릴산에서 유래하는 구조 단위, 메타크릴산에서 유래하는 구조 단위, 아크릴산 에스터에서 유래하는 구조 단위, 및 메타크릴산 에스터에서 유래하는 구조 단위로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 중합체를 가리킨다. 아크릴계 수지는, 아크릴산, 메타크릴산, 아크릴산 에스터, 및 메타크릴산 에스터로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종(이하, "아크릴계 단량체"라고도 칭한다)을 포함하는 단량체 성분을 중합하여 얻어진 중합체일 수 있다. 아크릴계 수지의 원료의 적어도 일부인 아크릴계 단량체는, 단관능 아크릴계 단량체여도 되고, 다관능 아크릴계 단량체여도 된다. 단관능 아크릴계 단량체로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 1분자 중에 아크릴로일기를 1개 포함하는 아크릴산 에스터, 1분자 중에 메타크릴로일기를 1개 포함하는 메타크릴산 에스터 등을 들 수 있다. 다관능 아크릴계 단량체로서는, 1분자 중에 아크릴로일기를 2개 이상 포함하는 아크릴산 에스터, 1분자 중에 메타크릴로일기를 2개 이상 포함하는 메타크릴산 에스터 등을 들 수 있다. 상기 아크릴산 에스터로서는, 아크릴산 알킬에스터가 바람직하다. 그 중에서도, 알킬에스터의 부위에 포함되는 알킬기의 탄소수가 1~4인 아크릴산 알킬에스터가 보다 바람직하고, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸이 더 바람직하며, 아크릴산 메틸이 특히 바람직하다. 상기 메타크릴산 에스터로서는, 메타크릴산 알킬에스터가 바람직하다. 그 중에서도, 알킬에스터의 부위에 포함되는 알킬기의 탄소수가 1~4인 메타크릴산 알킬에스터가 보다 바람직하고, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸이 더 바람직하며, 메타크릴산 메틸이 특히 바람직하다. 또, 아크릴계 수지는, 반응성이나 생산성의 관점에서, 단관능 아크릴계 단량체를 포함하는 단량체 성분을 중합하여 얻어진 중합체인 것이 바람직하다. 아크릴계 수지는, 단관능 아크릴계 단량체를 50질량% 이상(바람직하게는 80질량% 이상, 보다 바람직하게는 90질량% 이상, 더 바람직하게는 95질량% 이상) 포함하는 단량체 성분을 중합하여 얻어진 중합체인 것이 보다 바람직하다. 상기 아크릴계 수지로서, 특히 바람직하게는, 메타크릴산 메틸에서 유래하는 구조 단위를 포함하는 중합체이고, 가장 바람직하게는 메타크릴산 메틸의 단독 중합체(폴리메타크릴산 메틸, 즉, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA))이다. 상기 아크릴계 수지는, 내충격성의 관점에서 고무를 포함하고 있어도 된다. 고무의 종류로서는, 아크릴계 고무, 뷰타다이엔계 고무, 뷰타다이엔-아크릴계 고무, 뷰타다이엔-스타이렌계 고무, 실리콘계 고무 등을 들 수 있다. 상기 아크릴계 수지가 고무를 포함하는 경우, 고무의 종류는 적절히 물성을 고려해 선택하면 되지만, 경도, 내충격성 등 다양한 물성의 밸런스를 고려하면, 뷰타다이엔계 고무 또는 뷰타다이엔-아크릴계 고무가 바람직하다.

인공 치아(101)에 사용되는 재료로는 장석, 석영, 실리카, 알루미나, 지르코니아 등의 세라믹 재료, 또는 매트릭스 레진으로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)나 다이메타크릴레이트를 포함하고, 그 밖에 무기 필러를 포함하는 복합 레진이나, 아크릴계 레진 등 통상 치과 재료로서 사용되고 있는 레진 재료로부터 적절히 선택될 수 있다. 다이메타크릴레이트로서는, 예를 들면, 비스페놀A다이글리시딜메타크릴레이트(Bis-GMA), 트라이에틸렌글라이콜다이메타크릴레이트(TEGDMA), 우레탄다이메타크릴레이트(UDMA)를 들 수 있다. 인공 치아(101)는 별도로 형성되어 외관부(100)에 결합될 수 있지만, 외관부(100)의 제조 시 함께 형성될 수도 있다. 이때, 인공 치아(101)는 3D 프린팅에 의해 제작될 수 있으며, 3D 프린팅으로 제조 가능한 치아용 레진이 사용될 수 있다.

보강부(200)는 외관부(100)의 강성을 보완하거나 구조적으로 강성을 부여하기 위한 것으로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 외관부(100)에 의해 내측에 배치될 수 있다. 즉, 보강부(200)는 외관부(100)에 대해 적어도 일부가 인서트된 구조를 이루게 된다.

보강부(200)는 메탈 소재의 부재로 구성될 수 있다. 이때, 보강부(200)는 경량성을 확보하면서도 생체친화성이 우수한 금속 또는 합금 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 보강부(200)는 예컨대, Ni-Cr, Co-Cr, Co-Cr-Mo 합금 등의 합금이거나, 금, 티타늄, 탄소 섬유 등으로 이루어질 수 있다. 더욱 바람직하게 보강부(200)는, 티타늄이나 탄소 섬유로 형성될 수 있다. 예컨대, 티타늄 소재의 메탈 프레임으로 구성될 수 있다.

그리고, 보강부(200)는 잔존하는 치아에 걸림되어 본 발명의 의치 구조물을 상악 또는 하악에 안정적으로 고정하기 위한 클라스프(201)를 포함할 수 있다. 클라스프(201)는 갈고리 형상으로 보강부(200)에서 돌출되게 연장 형성될 수 있다. 이러한 클라스프(201)는 외관부(100)로부터 노출되게 구성될 수 있다. 전부상의치인 경우에는 클라스프가 형성되지 않을 수도 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 의치 구조물에 의하면, 상실된 치아의 위치에 장착됨에 따라 발음 개선, 저작 운동 및 심미적 기능을 대신할 수 있게 된다.

여기서, 외관부(100)는 3D 프린팅에 의해 형성될 수 있고, 보강부(200)는 밀링 머신에 의해 형성될 수 있다.

그리고, 외관부(100)는 보강부(200)의 상부 또는 하부 각각에 배치되어 상호 결합되는 적어도 한 쌍의 결합체(110, 120)를 포함할 수 있다. 또한, 외관부(100)는 한 쌍의 결합체(110, 120)를 연결하기 위한 커플러(130)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 외관부(100)는, 보강부(200)의 일측에 배치되는 제1 결합체(110) 및 타측에 배치되는 제2 결합체(120)를 포함할 수 있다. 그리고, 보강부(200)는 프레임(210)을 포함할 수 있다.

제1 결합체(110)는 외관부(100)의 접촉면을 포함하는 것으로 도 5를 참고하면 도면 상 프레임(210)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 결합체(110)는 구강 내 장착시 상악 또는 하악에 접촉되는 부분인 접촉면이 하면에 형성될 수 있으며, 접촉면은 구강의 표면 형상과 대응하도록 형성될 수 있다. 이에, 제1 결합체(110)는 하부의 의치상 부분으로 구성될 수 있다.

제2 결합체(120)는 외관부(100)의 매식면을 포함하는 것으로 도 5를 참고하면 도면 상 프레임(210)의 상부에 배치될 수 있다. 제2 결합체(120)는 상부에 인공 치아(101)가 배열될 수 있다. 이때, 제2 결합체(120)는 인공 치아(101)가 삽입 고정되는 복수의 소켓이 형성될 수 있다. 이에, 제2 결합체(120)는 상부의 의치상 부분으로 구성될 수 있다.

이들 결합체(110, 120)는 프레임(210)의 상측 및 하측에 각각 배치되어 상호 결합됨에 따라 일체의 외관부(100)를 형성할 수 있다. 여기서, 결합체들(110, 120)은 부분상의치인 경우에 도 4에 도시된 것처럼, 양측에 각각 하나씩 배치되는 바 총 두 쌍의 부재로 구성될 수 있으며, 도시하진 않았지만 장착 위치가 연속하지 않을 경우 두 쌍 이상으로도 구성될 수 있다. 또한, 결합체들(110, 120)은 전부상의치인 경우 보강부(200)의 전체를 감싸도록 형성될 수 있으므로 한 쌍의 부재로 구성될 수 있는 것이다.

이때, 이들의 결합 라인은, 사이에 배치되는 프레임(210)과 대략 평행하는 면을 기준으로 하여 상부 및 하부 파트로 분리 구성되는 것이 바람직하다. 이와 다르게, 프레임(210)이 제1 결합체(110) 또는 제2 결합체(120)의 접면에 일부 매몰 또는 안착되는 구조로도 형성될 수 있다.

여기서, 이들 결합체(110, 120)를 결합하는 구조로는 커플러(130)가 이용될 수 있다.

예를 들면, 커플러(130)는 접착제(미도시됨)를 포함할 수 있다. 즉, 복합 레진 접착제를 사용하여 접착되는 방식에 의해 다이렉트 방식으로 결합체가 결합되는 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 접착제는 화학중합형, 광중합형 또는 이원 중합형의 컴퍼짓 레진(dental composite resins)이 사용될 수 있으며, 치은과 유사한 색상이 부여된 색소를 포함되는 컴퍼짓 레진이 결합체(110, 120)의 사이 면에 도포되어 중합되면서 접착될 수 있다. 이 외에도 성형 수복 재료, 치관보철용 재료, 치과용 충전제 등의 복합 레진(수복 재료), 자기 접착성 시멘트 등을 사용할 수 있다. 복합 레진은, 예를 들면, 매트릭스 레진으로서 다이메타크릴레이트를 포함하고, 그 밖에 무기 필러, 실란 커플링제 등을 포함하고 있어도 된다. 다이메타크릴레이트로서는, 예를 들면, 비스페놀A다이글리시딜메타크릴레이트(Bis-GMA), 트라이에틸렌글라이콜다이메타크릴레이트(TEGDMA), 우레탄다이메타크릴레이트(UDMA)를 들 수 있다. 자기 접착성 시멘트로서는, 예를 들면, 매트릭스 레진으로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)나 상기 설명한 다이메타크릴레이트를 포함하고, 그 밖에 접착성 물질, 필러 등을 포함할 수 있다.

한편, 커플러(130)는 결합돌기(131) 및 결합홈(132)을 포함할 수 있다.

결합돌기(131)는 한 쌍의 결합체(110, 120) 중 어느 하나의 표면에 돌출되게 형성되고, 결합홈(132)은 다른 하나의 결합체의 표면에 결합돌기(131)와 대응하도록 형성될 수 있다. 이들 결합돌기(131) 및 결합홈(132)은 복수개로 구성될 수 있다.

예를 들면, 결합돌기(131)는 제1 결합체(110)의 표면에 돌출되게 형성될 수 있다. 그리고, 결합홈(132)은 제2 결합체(120)의 표면에 결합돌기(131)와 대응하도록 위치되어 형성될 수 있다. 결합돌기(131)와 결합홈(132)은 상호 끼움 결합됨에 따라 제1 결합체(110) 및 제2 결합체(120)를 연결시킬 수 있다.

이상과 같이, 커플러(130)의 결합돌기(131) 및 결합홈(132)이 각각 구분되어 제1 결합체(110)와 제2 결합체(120)에 분리 형성될 수 있지만, 형성 위치가 반대로 구성될 수 있다.

또한, 제1 결합체에 제1 결합돌기 및 제1 결합홈이 형성되고, 제2 결합체에는 이들에 각각 대응되는 제2 결합홈 및 제2 결합돌기가 형성될 수도 있다. 즉, 양측으로 요철부가 형성되면서 결속력을 높일 수 있다.

여기서, 결합돌기(131) 및 결합홈(132)은 프레임(210)의 둘레로부터 외측으로 이격되게 배치될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 것처럼 보강부(200)의 프레임(210)과의 간섭을 회피하도록 둘레로부터 이격된 위치에 마련될 수 있으며, 외관부(100)가 배치되는 둘레측 각 부분에 적어도 둘 이상의 돌기 및 홈으로 형성될 수 있다.

이와 달리, 결합돌기(131)와 결합홈(132)은 프레임(210)의 표면에 관통 삽입되도록 형성되어서 상호 결합될 수도 있다. 이를 위해, 프레임(210)에는 관통공(211)의 주변에 별도의 통공(미도시됨)이 결합 위치에 대응되게 형성될 수 있다.

한편, 프레임(210)은 다공성의 플레이트로 형성될 수 있다. 즉, 프레임(210)은 적어도 하나의 관통공(211)을 포함할 수 있다. 프레임(210)에 형성되는 관통공(211)은 프레임(210)의 체적을 줄이게 되므로 경량화에 유리하다. 특히, 프레임(210)은 의치 구조물에 보강력을 제공하면서도 경량성을 유지하기 위해 얇은 판재로 형성되는데, 관통공(211)이 형성되어 체적을 줄일 수 있으므로 판재의 두께를 증가시킬 수 있어 강성을 유지할 수 있다.

이러한 관통공(211)은 프레임(210)의 상측 및 하측에 각각 배치되는 제1 결합체(110)와 제2 결합체(120)와의 결속력을 향상시킬 수 있게 된다. 즉, 연질의 수지 소재로 형성되는 결합체들이 밀착될 수 있도록 유도하며, 이들 표면에 도포되는 접착제가 관통공(211)을 통해 유출입 가능하게 되므로 제1 결합체(110) 및 제2 결합체(120) 간 접착 작용을 향상시킨다.

다시 말해, 프레임(210)에 관통공(211)이 형성되지 않는 경우, 프레임(210)의 면적에 걸쳐 접착제가 접촉되므로 양 결합체(110, 120)의 접착 면적이 감소하고, 결국 제1 결합체(110) 및 제2 결합체(120)에는 접착제가 프레임(210)의 윤곽을 벗어난 가장자리 표면에만 도포되어 상호 접착되는 것이므로 결속력이 저감되지만, 관통공(211)이 형성됨에 따라 관통공(211)을 통해 접착제가 유입되고, 상호 접촉 면적이 증대되면서 안정적인 결합이 가능해진다. 이처럼, 관통공(211)은 커플러(130)의 부가적인 기능으로 작용할 수 있게 된다.

이와 같은 관통공(211)은 프레임(210)에 원형 구멍으로 형성될 수 있지만, 다각형의 구멍으로 형성될 수도 있으며, 서로 다른 크기 또는 형상의 구멍 다수개가 교대로 형성될 수 있다. 이에, 서로 다른 크기나 형상으로 인해 결속력을 증대시킨다.

아울러, 본 발명의 의치 구조물은 커플러(130)에 더하여, 제2 커플러(140)로서 결속돌기(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 외관부(100)에는 도 4에 도시된 바와 같이 프레임(210)의 관통공(211) 중 적어도 하나와 결속되는 결속돌기(140)가 마련될 수 있다.

결속돌기(140)는 관통공(211)에 삽입 또는 끼움 삽입될 수 있는 크기의 돌기로 돌출되게 형성될 수 있으며, 다수개 형성되어 프레임(210)에 부분적으로 삽입될 수 있다. 예를 들면, 결속돌기(140)는 제2 결합체(120)의 접착면에 돌출 형성될 수 있다. 이때, 결속돌기(140)는 전술한 결합돌기(131)에 의해 둘러싸인 상태로 형성될 수 있게 된다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이 전부상의치인 경우, 보강부(200)의 전체 면적에 걸쳐 메쉬 형상의 관통공(211)이 형성될 수 있으므로, 제1 결합체 또는 제2 결합체의 둘레측에는 결합돌기(131)가 배치되고 결합돌기(131)로부터 중심상 내측으로 이격되어 보강부(200)의 관통공(211)과 결합되는 복수의 결속돌기(140)가 형성될 수 있다. 결속돌기(140)는 메쉬에 대해 일부 또는 전체에 결합될 수 있다.

이에, 결속돌기(140)는 제1 결합체(110) 및 제2 결합체(120)가 커플러(130)를 통해 결합되는 동시에, 프레임(210)의 관통공(211)에 끼움 삽입되면서 프레임(210)과의 결속력을 증대시킨다.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 외관부(100) 및 보강부(200)의 커플링 구조는 접착제에 의한 연결, 결합돌기(131) 및 결합홈(132)의 끼움에 의한 연결, 그리고 결속돌기(140)와 관통공(211) 간 끼움에 의한 연결 작용을 통해 안정적으로 유지될 수 있다.

이처럼, 제1 결합체(110), 프레임(210) 및 제2 결합체(120)가 적층되는 구조에서, 적어도 각각 두 파트를 결속시키는 커플링 구조가 복합적으로 동시에 존재함에 따라 안정적인 결합력을 유지할 수 있게 된다.

이때, 결속돌기(140)가 일부 삽입될 수 있는 결속홈(미도시됨)이 타측에 형성되거나, 제1 결합체(110) 및 제2 결합체(120)의 대향면 모두에 결속돌기(140) 또는 결속홈이 형성될 수도 있으며, 이들 구조 모두 안정적인 결합을 위한 구조로 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명의 의치 구조물에 의하면, 의치상 부분으로 형성되는 외관부(100)와, 보강을 위한 보강부(200)가 서로 다른 이종 소재의 재질로 형성되지만, 양자의 결합 시 이종 소재 간 결합 구조의 불안정성을 최소화하기 위하여, 커플러(130)에 의해서 상호 간 접착성을 향상시키는 구조로 안정적인 결합 상태를 유지시킬 수 있다.

즉, 보강부(200)와 외관부(100)의 결합 상태를 안정적으로 유지할 수 있으므로 제품의 내구성을 개선할 수 있으므로, 반복적으로 가해지는 저작압력에 의해 보강재 및 의치상의 접합부 사이에 간극이 형성되는 것을 방지하고, 파절이 발생되는 것을 예방할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물은 디지털 데이터에 의해 설계 및 제조될 수 있다. 즉, 3D 스캐너에 의해 스캔된 3D 데이터로부터 대상 환자의 구강 정보에 대한 구강 정보 데이터를 수집한 뒤에, 구강 정보 데이터에 기반하여 요구되는 의치 구조물의 모델을 설계하고, 이를 각 부품별로 밀링 머신 또는 3D 프린터로 제작하여 결합함에 따라 의치 구조물을 최종적으로 제작할 수 있게 된다. 의치 구조물이 제조되는 프로세스에 대해서는 후술되는 디지털 방식의 의치 제조방법 또는 제조시스템을 참조하여 이하에서 설명하도록 한다.

이에 따라, 본 발명의 의치 구조물은 디지털 방식의 의치 제조방법 등에 의해 디지털 방식으로 설계 및 제조됨에 따라 기존 제조 과정에서 수행되는 복잡한 절차를 단순화하여 제조될 수 있다. 즉, 본 발명의 의치 구조물은 구조 파악이 편리하게 수행될 수 있고, 모델에 대한 설계 변경이 용이하며, 제조 비용 및 시간을 절감할 수 있다.

결국, 본 발명에 의하면, 밀링과 3D 프린팅을 활용한 디지털 방식의 의치 제조가 가능하게 된다.

도 7에는 밀링 장치에 의하여 제조되는 보강부(200)의 예시적인 이미지가 도시되어 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 의치 구조물을 성형하기 위한 3D 프린터를 예시적으로 도시한 이미지이다. 3D 프린터에 의해 외관부의 두 파트를 성형할 수 있다.

본 발명의 의치 구조물을 디지털 방식으로 제조하는 방법으로서 먼저, 3D 스캐너를 통해 구강 또는 모형을 촬영하여 3D데이터를 수집한다. 3D 스캐너로 레이저 방식과 카메라 방식 중 어느 하나를 이용할 수 있다. 레이저 방식은 포인트 투영, 빔 투영 측정 방식으로 사물을 스캔할 수 있고, 카메라 방식은 투영, 영역 측정 방식으로 사물을 스캔할 수 있다. 이러한 3D 스캐너는 고속으로 사물을 측정할 수 있고, 탄력성 있는 제품의 정밀한 측정이 가능하고, 다양한 용도의 CAD와 작업이 가능하며 정확한 형상 구현이 가능하다는 장점이 있다. 3D 스캐너로 환자의 구강으로부터 직접 3D데이터를 수집하거나, 환자의 구강을 본뜬 인상모형으로부터 3D데이터를 수집할 수 있다. 다음으로, 캐드 소프트웨어를 이용하여 3D데이터를 컴퓨터상에서 3D모델로 설계한다. 3D 스캐너로 촬영된 3D데이터의 영상정보는 캐드 소프트웨어를 통해 3D모델로 디자인된다. 캐드(Computer　Aided　Design, CAD)는 설계업무의 제반 사항을 신속, 정확하게 처리하여 주는 디자인 기능을 제공할 수 있다. 또한, 디자인에 필요한 자료를 구강 이미지, 구강 정보의 형태로 시각적으로 나타내어 사용자의 이해를 도울 수 있다. 컴퓨팅 시스템을 이용하여 캐드에 의해 설계작업을 수행함으로써, 설계 작업의 소요시간과 경비절감으로 효율화를 추구하며, 생산성을 향상시킴과 더불어 품질, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 컴퓨팅 시스템에 의하여 설계함에 있어, 보강재로 사용되는 메탈 프레임과 메탈 프레임의 전체 또는 일부를 감싸며 외관을 이루는 바디를 3D모델로 설계할 수 있다.

다음으로, 캠(CAM) 소프트웨어를 이용하여 3D모델 중 메탈 프레임을 밀링머신으로 가공하기 위한 작업파일을 생성한다. 작업파일은 디지털 형상을 CAM 신호 변환 작업을 통해 NC코드로 변화된 데이터이다. 다음으로, 작업파일을 밀링머신으로 전송하여 금속블록을 3차원 형상으로 가공한다. 밀링머신은 전송받은 NC코드의 명령에 맞게 금속블록을 절삭 가공함으로써 메탈 프레임을 제작할 수 있다. 메탈 프레임 제작시 사용하는 금속블록으로 티타늄 블록을 이용하는 것이 바람직하다. 티타늄 블록은 기존에 주조 합금으로 사용된 치과용 비귀금속 합금(Co-Cr, Ni-Cr)과 비교하여 부식저항성과 생체 친화성이 우수하다. 이와 같이 제작된 메탈 프레임은 3차원 절삭에 따른 정밀한 절삭이 이루어지므로 종래와 같이 주조에 의한 제작보다는 치수 정밀도가 확보되고 또 균일한 강도를 갖게되어 불량 발생률이 저감되어 품질의 균일성과 안정성이 확보될 수 있다.

그리고, 전술한 바와 동일한 소프트웨어 또는 다른 소프트웨어를 이용하여 3D 모델 중 외관 바디를 3D 프린팅 머신에 의해 가공하기 위한 작업파일을 생성한다. 작업파일 데이터로부터 외관 바디가 3D 프린팅으로 형성된다.

이후, 밀링 공정으로 제작된 메탈 프레임에 3D 프린팅 공정을 통해 의치상 및 인공치아 부분으로 이루어진 외관 바디를 결합시키면 최종적으로 의치가 제조될 수 있게 된다.

이러한 제조방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.

도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 방식의 의치 제조방법의 프로세스를 개략적으로 나타낸 흐름도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 디지털 방식의 의치 제조시스템(1)을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 디지털 방식의 의치 제조방법은, 스캔을 통해 획득한 구강 정보에 대한 스캐닝 이미지로부터 3D 데이터를 수집하는 단계(S110), 3D 데이터를 소프트웨어를 이용하여 적어도 하나의 부품을 포함하는 대상 모델을 설계하는 단계(S120) 및 대상 모델을 밀링 가공 또는 3D 프린팅 가공을 통해 의치로 제작하는 단계(S130)을 포함한다. 본 실시예에서는 일 예시로서, 상악 또는 하악 중 어느 한 부분에 대해 구강 내 설치되는 의치를 제조하기 위한 방법으로 설명하도록 하나, 상학 또는 하악 중 적어도 한 부분이나 양측 모두에 설치될 수 있는 의치 혹은 부분상의치 또는 전부상의치를 제조할 수 있도록 적용될 수 있다.

먼저, 3D 데이터 수집 단계(S110)는, 3차원 작업 이미지를 획득하고, 획득된 이미지로부터 정보를 수집하는 단계이다. 정보 수집은 이미지 획득부(10)를 통해 획획득 또는 수집될 수 있다. 이미지 획득부(10)는 스캔 장치들을 포함한다.

대상 모델 설계 단계(S120)는, 장착면 설계 단계(S121), 외관 설계 단계(S122), 보강 구조 설계 단계(S123), 분리 구조 설계 단계(S124), 결합 구조 설계 단계(S125) 및 개별 파트 설계 단계(S126)를 포함할 수 있다. 모델의 설계는 설계부(20)에 의해 설계될 수 있다. 설계부(20)는 여러 소프트웨어를 포함한다. 이러한 설계 단계에서, 외관부 및 보강부를 설계함에 있어, 설계된 파트의 각 레이어들을 작업 환경 상에서 배치할 수 있으므로 파트 간 결합 부위의 정확성을 높일 수 있게 된다.

의치 제작 단계(S130)는, 외관부 파트 제작 단계(S131), 보강부 파트 제작 단계(S132), 파트 배치 단계(S133) 및 결합 단계(S134)를 포함할 수 있다. 단계(S131)에서, 외관부의 파트의 제작은 3D 프린터를 사용한 3D 프린팅 공정에 의해 실시될 수 있다. 단계(S132)에서, 보강부의 파트의 제작은 밀링머신을 사용한 밀링 공정에 의해 실시될 수 있다. 단계(S134)에서, 파트의 결합은 커플러에 의해 끼움 및 접착되는 방식으로 실시될 수 있다. 성형부(30)를 통해 각 부품들이 제조될 수 있다. 성형부(30)는 밀링머신 및 3D 프린팅머신을 포함하고, 커플러 사용하여 파트를 결합하기 위해서 각 파트를 지지하는 별도의 지그가 구비될 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방식의 의치 제조방법의 일련의 프로세스를 설명하자면, 우선 구강을 스캔한 후, 구강 정보로부터 의치 구조물에 대한 모델을 설계하게 된다. 이때, 환자의 상악 또는 하악에 장착되기 위한 접촉면에 대한 부분을 설계하는 동시에, 베이스, 매식면, 인공 치아, 인공 치은 등전체적인 외관부의 형상을 설계하게 된다. 그리고, 외관부의 내부에 매입되는 보강부의 설계가 이루어진다. 외관부의 내부에 삽입되는 보강부의 배치 구조나, 프레임의 메쉬 크기 또는 형태가 보강부의 강성이나 경량성을 적절히 고려하여 설계될 수 있다. 부분상의치로 설계되는 경우, 잔존하는 치아에 체결되는 클라스프의 구조 또한 프레임의 설계시 함께 설계될 수 있다.

이렇게 1차적인 의치 구조물의 임시 설계가 완료되면, 각 파트의 제조를 위한 부품 설계를 실시하게 된다. 즉, 프레임의 위치 또는 외관부의 체적 등에 기반하여 제1 결합체와 제2 결합체의 파팅 라인을 결정하고, 각 파트로 분리 설계하게 된다. 그리고, 분리된 파트를 결합하기 위한 커플러 구조를 설계한다. 즉, 제1 결합체의 부분이 우선적으로 설계된 후 제2 결합체의 부분이 설계되고, 결합돌기 및 결합홈, 결속 돌기, 접착제 도포 표면 등이 결정될 수 있다.

이렇게 제조를 위한 각 부품들의 설계가 완료되면, 각 제조 공정에 요구되는 재질 등을 선정하고, 제조(가공)를 위한 작업파일로의 설계 및 변환이 이루어진다. 이후, 각 제조 공정을 통해 보강부 및 외관부의 각 부품이 형성된다.

부품의 결합을 위해서, 각각의 부품을 정해진 순서에 따라 지그에 장착하고, 커플러를 통해 결합을 완료하게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 방식의 의치 제조방법에 따르면, 견인장치 등을 이용한 수작업에 의해 인상을 취득하는 종래와 달리, 3차원 작업이미지를 이용하여 높은 정밀도로 설계 및 제조되는 디지털 의치의 설계정보가 3차원 벡터데이터로 획득되어 디지털 파일로 간편하게 보관 및 관리되므로 파손 및 분실시 밀링 또는 3차원 프린팅을 통해 신속하게 반복제조 가능하므로 제조편의성이 개선될 수 있다.

특히, 본 발명에 의하면, 기존 의치 제조시 완전 디지털화에 있어 장애요소로 작용하는 메탈 프레임과 의치상 부분의 결합 문제를 해결할 수 있게 된다. 즉, 외관부와 보강부의 이종 소재 간 결합에 의해 제한적이던 문제를 해결하기 위하여, 보강부의 상부 및 하부에 배치되는 두 개의 파트로 외관부를 구성하고, 이들의 구조적인 결합(커플러로서 요철 결합 요소를 부가)을 통해 안정적인 안착 상태에서 결합될 수 있도록 하였다.

이처럼, 본 발명에 의하면, 의치상 부분으로 형성되는 외관부와, 보강을 위한 보강부가 서로 다른 이종 소재의 재질로 형성되지만, 양자의 결합 시 이종 소재 간 결합 구조의 불안정성을 최소화하기 위하여, 커플러에 의해서 상호 간 접착성을 향상시키는 구조로 안정적인 결합 상태를 유지시킬 수 있다. 즉, 보강부와 외관부의 결합 상태를 안정적으로 유지할 수 있으므로 제품의 내구성을 개선할 수 있으므로, 반복적으로 가해지는 저작압력에 의해 보강재 및 의치상의 접합부 사이에 간극이 형성되는 것을 방지하고, 파절이 발생되는 것을 예방할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 구강 내 표면정보를 기반으로 제조되는 하부파트 및 상부파트 간의 정합시 지그를 통해 안정적으로 지지된 상태에서, 커플러에 의해 견고하게 일체로 결합되므로 구강 내부에 삽입시 저작압력으로 인한 유동이 최소화되어 제품의 정밀성 및 착용감이 개선될 수 있다. 특히, 3D 설계 환경에서 커플러의 각 끼움 부분들이 각 기준 위치로 설정되고 레이어 조정을 통해 정확한 위치에 매칭될 수 있게 설계되므로 종래에 비해 불량 발생을 최소화할 수 있다.

아울러, 본 발명에 의하면, 보강부의 면적이 넓어지거나, 외관부의 체적이 작게 형성되는 경우에도, 안정적인 결합 구조를 유지시킬 수 있는 이점을 갖는다.

이와 같이, 본 발명에 의한 방식의 결합 구조는, 부분상의치(국소의치) 뿐만 아니라, 전부상의치(총의치)를 제조하는데 이용될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

10 : 이미지 획득부 20 : 설계부
30 : 성형부
100 : 외관부 110 : 제1 결합체
120 : 제2 결합체 130 : 커플러
140 : 제2 커플러 200 : 보강부

Claims (10)

1. 적어도 하나의 인공 치아가 배열되는 외관부; 및
   상기 외관부에 삽입되는 보강부를 포함하고,
   상기 외관부는 상기 보강부의 적어도 일부를 감싸도록 상호 결합되는 적어도 한 쌍의 결합체로 이루어지는 의치 구조물.
2. 제1항에 있어서, 상기 외관부는,
   상기 한 쌍의 결합체를 연결하기 위한 커플러를 더 포함하는 의치 구조물.
3. 제2항에 있어서,
   상기 커플러는 상기 보강부의 둘레로부터 인접하며 이격되게 배치되어 상기 한 쌍의 결합체의 각각 또는 양측 모두에 형성되는 것을 특징으로 하는 의치 구조물.
4. 제3항에 있어서, 상기 커플러는,
   접착제를 포함하거나 결합 구조로 이루어지며,
   상기 커플러의 상기 결합구조는
   상기 한 쌍의 결합체 중 하나의 표면에 돌출되게 형성되는 적어도 하나의 결합돌기; 및
   상기 한 쌍의 결합체 중 다른 하나의 표면에 상기 결합돌기와 대응하도록 형성되는 적어도 하나의 결합홈을 포함하는 의치 구조물.
5. 제4항에 있어서,
   상기 보강부는 적어도 하나의 관통공이 형성되는 다공성의 플레이트를 포함하고,
   상기 외관부는,
   상기 플레이트의 상기 관통공 중 적어도 하나와 결속되는 결속돌기를 더 포함하는 의치 구조물.
6. 스캔을 통해 획득한 구강 정보에 대한 스캐닝 이미지로부터 3D 데이터를 수집하는 단계;
   상기 3D 데이터를 소프트웨어를 이용하여 적어도 하나의 부품을 포함하는 대상 모델을 설계하는 단계; 및
   상기 대상 모델을 밀링 가공 또는 3D 프린팅 가공을 통해 의치로 제작하는 단계를 포함하는 디지털 방식의 의치 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 대상 모델을 설계하는 단계는,
   환자의 구강 내 대상 악궁에 장착되는 장착면을 설계하는 단계;
   상기 장착면을 포함하는 구조물의 외관을 설계하는 단계;
   상기 외관의 내부에 형성되는 보강재를 형성하도록 보강 구조를 설계하는 단계;
   상기 외관을 적어도 한 쌍의 결합 부품으로 분리하여 형성하기 위한 분리 구조 설계 단계;
   상기 결합 부품 및 상기 보강재의 결합 구조를 설계하는 단계; 및
   상기 결합 부품 및 상기 보강재의 개별 파트를 설계하는 단계를 포함하는 디지털 방식의 의치 제조방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 의치 제작 단계는,
   상기 결합 부품을 3D 프린팅 공정으로 형성하는 외관부 파트 제작 단계;
   상기 보강재를 밀링 공정으로 형성하는 보강부 파트 제작 단계;
   상기 파트 제작 단계에서 형성된 각 부품들을 배치하는 파트 배치 단계; 및
   상기 부품들을 결합하기 위한 결합 단계를 포함하는 디지털 방식의 의치 제조방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 의치 제작 단계에서,
   상기 대상 모델은 밀링 가공으로 형성되는 보강부와, 프린팅 가공으로 형성되는 외관부를 포함하며, 상기 외관부는 상기 보강부를 감싸도록 형성되고,
   상기 보강부는 금속 소재로 형성되고, 상기 상기 외관부는 비금속 소재로 형성되며,
   상기 외관부는 한 쌍의 바디가 상기 보강부에 대해 양 측면에 배치되어 상호 결합되며,
   상기 대상 모델은 상기 외관부의 상기 바디를 결속시키는 커플러를 더 포함하는 디지털 방식의 의치 제조방법.
10. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    구강 정보를 이미지 데이터로 획득하는 이미지 획득부;
    상기 이미지 데이터를 기반으로 소프트웨어를 이용하여 구조물에 대한 모델을 설계하는 설계부; 및
    상기 모델을 밀링 가공 또는 3D 프린팅 가공을 통해 의치로 제작하기 위한 성형부를 포함하는 디지털 방식의 의치 제조시스템.
    
    
    
    

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