WO2010143830A2 - 치열교정용 스크류의 표면처리방법 및 치열교정용 스크류 - Google Patents

치열교정용 스크류의 표면처리방법 및 치열교정용 스크류 Download PDF

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WO2010143830A2
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김성원
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    • A61L2400/18—Modification of implant surfaces in order to improve biocompatibility, cell growth, fixation of biomolecules, e.g. plasma treatment

Definitions

  • the present invention relates to a surface treatment method and orthodontic screw of the orthodontic screw, and more particularly, to prevent the fracture of the screw when implanting the screw, and to enhance the fusion of the implanted screw and alveolar bone It relates to a surface treatment method of orthodontic screws and orthodontic screws.
  • Orthodontic screws are generally made of titanium (Titanium) material of light physical properties, hard and excellent corrosion resistance.
  • the orthodontic screw made of titanium, is surface treated to prevent easy removal from the alveolar bone.
  • As the surface treatment method of the orthodontic screw a sandblasted large grit and acid-etched (SLA) method in which a rigid particle of aluminum oxide is sprayed and deformed and treated with a strong acid (hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid) is widely used.
  • SLA sandblasted large grit and acid-etched
  • the orthodontic screw treated by the SLA method may have aluminum oxide particles remaining on the surface of the screw to act as a bone formation preventing material, and there is a problem due to corrosion of the titanium grain boundary after the strong acid treatment.
  • a screw surface-treated by the SLA method is placed in a patient with weak bone quality, there is a problem that the screw is separated from the alveolar bone due to poor bone osseointegration after the screw is placed. .
  • a conventional surface treated screw is placed in a patient with strong bone quality, excessive torque is generated in the screw and the screw is broken, and the operator has a problem in that the procedure is difficult due to the broken screw.
  • the present invention has been made to solve various problems of the prior art as described above, an object of the present invention, the orthodontic screw that can promote the fusion of the screw and the alveolar bone by the surface treatment to increase the surface roughness
  • the present invention provides a surface treatment method and orthodontic screws.
  • Another object of the present invention is to provide a method for surface treatment of orthodontic screws and orthodontic screws that can prevent the screw from being broken by excessive torque generated during implantation.
  • a feature of the present invention for achieving the above object in the method of surface treatment of orthodontic screw having an implanted portion extending from the peak and the peak and the thread formed on the outer circumferential surface, masking to the peak using a masking material
  • the surface treatment method and the orthodontic screw of the orthodontic screw characterized in that it comprises a surface treatment step of surface-treating the implantation portion to increase the surface roughness of the implantation portion, and removing the masking material.
  • 1 is a front view showing the orthodontic screw according to the present invention.
  • FIG. 2 is a front view illustrating a state in which the orthodontic screw shown in FIG. 1 is installed.
  • FIG. 3 is a flow chart showing a surface treatment method of an orthodontic screw according to the present invention.
  • Figure 4 is a graph showing the torque generated when placing the surface treatment orthodontic screw according to the present invention.
  • the orthodontic screw includes an insertion part 10, a dish part 20, a body part 30, and a head part 40.
  • the implantation part 10 is formed with a screw thread on the outer circumferential surface to be implanted in the alveolar bone.
  • a cutting flute (long grooves cut to help smooth external discharge of the removal).
  • An end of the implantation portion 10 in which the cutting flute is formed is referred to as a peak 12.
  • the dish portion 20 extends from the placing portion 10 and has a larger outer diameter than the outer diameter of the placing portion 10.
  • the dish portion 20 is effectively seated on the gum surrounding the alveolar bone to effectively prevent foreign matter from invading into the placement portion 10 from the outside.
  • the trunk portion 30 extends from the dish portion 10.
  • the outer diameter of the trunk portion 30 is preferably larger than the outer diameter of the implantation portion 10, and smaller than the outer diameter of the dish portion 20.
  • the through hole 32 is formed in the trunk portion 30.
  • Head 40 is formed extending from the body portion 30, and is formed to have an outer diameter larger than the outer diameter of the body portion 30.
  • the driver groove 42 is formed in the head 40.
  • FIG. 2 shows a state in which the orthodontic screw having the configuration as described above is placed.
  • the screw is implanted in the alveolar bone as shown in Figure 2, the through hole 32 formed in the body portion 30 of the screw is inserted and fixed to the wire 50 used to correct the orthodontics.
  • the wire 50 is fastened to the orthodontic appliance 52. Accordingly, the teeth are corrected by the tensile force applied from the wire 50 fastened to the orthodontic appliance (52).
  • FIG. 3 shows a flow chart of the surface treatment method for the orthodontic screw having the configuration as described above.
  • the masking step (S102) for masking with a masking material on the tip 12 of the orthodontic screw it is preferable to mask the attachment head 12 with the medical silicone in the form of a gel.
  • a surface treatment step (S104) After performing the masking step (S102), to perform a surface treatment step (S104) to increase the surface roughness of the insertion portion (10).
  • Surface treatment step (S104) performs a surface treatment in a removable blast media (hereinafter referred to as RBM) method so that the surface roughness of the insertion portion 10 reaches 0.5 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • RBM removable blast media
  • RBM is a surface treatment technique that increases the surface roughness by spraying media consisting of calcium and phosphorus onto the surface of the screw.
  • the media consisting of calcium and phosphorus which are components of the alveolar bone, remain in the surface-treated implantation unit 10 so that the screw can be fused without rejection when placed in the alveolar bone.
  • calcium and phosphorus is the main component to form the alveolar bone, the bone fusion of the implanted screw and alveolar bone is made smoothly. That is, by surface treatment of the screw in the RBM method, the bone fusion between the screw and the alveolar bone is made smoothly.
  • the surface roughness of the insertion portion 10 is 0.5 ⁇ m to 5 ⁇ m. That is, the surface-treated implantation portion 10 is formed larger than the surface roughness of the masked peak 12.
  • the removing step (S106) is a step of removing the medical silicon, the masking material.
  • the removing step S106 removes the medical silicon masked to the peak 12.
  • the medical silicon masked on the screw and the peak made of metal may be grasped in both directions, and the medical silicon may be separated by applying a force in an outward direction.
  • the present invention is not limited thereto, and the medical silicone in the form of gel solidified on the peak 12 may be removed in various ways. Since the peaked portion 12 from which the masking material is removed is maintained in a sharp shape, it is possible to maintain the functions of self-drilling, self-tapping and anti-loosening when placed in the alveolar bone.
  • the orthodontic screw by the surface treatment method as described above can suppress the occurrence of excessive torque during placement in the alveolar bone can prevent the screw from being broken.
  • the calcium and phosphorus remaining on the surface of the screw surface-treated by the RBM method facilitates alveolar bone and osteolysis so that the screw is not easily detached from the alveolar bone.
  • the torque generated by the surface-treated screw (B) is greater than the torque generated by the surface-treated screw (A).
  • the surface roughness (B) of the surface-treated screw is larger than the surface roughness of the screw (A) not surface-treated. That is, the rough surface of the screw (B) that is surface-treated is the same as described above because the actual contact area (Real Contact Area) is reduced than the screw (A) that is not surface-treated.
  • the screw surface-treated by the surface treatment method according to the present invention can suppress the excessive torque is generated when placing, and the excessive torque is generated when placing the screw can be prevented from fracture.
  • the surface treatment in the RBM method makes the alveolar bone and bone fusion smoothly after the placement of the screw, has the effect that the screw is not easily removed from the alveolar bone.
  • the present embodiment has been described to increase the surface roughness by the RBM method, it is possible to substitute in another way to increase the surface roughness.
  • the media of calcium and phosphorus remain in the implantation part in the above-described embodiment, the step of removing the media consisting of calcium and phosphorus may be further performed according to the health of the patient undergoing the procedure and the bone quality of the alveolar bone. .
  • the present invention has the effect that the operator can be safer to prevent the screw from fracture by lowering the torque when placing the screw.

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Abstract

본 발명은 스크류를 식립할 때 스크류가 파절되는 것을 방지하고, 식립된 스크류와 치조골의 융합을 증진시킨 치열교정용 스크류의 표면처리방법 및 치열교정용 스크류에 관한 것이다. 본 발명의 스크류는 첨두부와 첨두부로부터 연장되며 외주면에 나사산이 형성된 식립부를 갖는다. 치열교정용 스크류의 표면처리방법은 마스킹 물질을 사용하여 첨두부를 마스킹한다. 식립부의 표면거칠기가 증가되도록 식립부를 표면처리하는 표면처리단계와 마스킹 물질을 제거하는 제거단계로 구성된다.

Description

치열교정용 스크류의 표면처리방법 및 치열교정용 스크류
본 발명은 치열교정용 스크류의 표면처리방법 및 치열교정용 스크류에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크류를 식립할 때 스크류가 파절(Fracture)되는 것을 방지하고, 식립된 스크류와 치조골의 융합을 증진시킨 치열교정용 스크류의 표면처리방법 및 치열교정용 스크류에 관한 것이다.
치열교정용 스크류는 물리적인 특성이 가볍고 단단하며 내식성이 우수한 티타늄(Titanium) 소재로 제조되는 것이 일반적이다. 티타늄으로 제조된 치열교정용 스크류는 치조골로부터 쉽게 이탈되는 것을 방지하도록 표면처리를 하게 된다. 치열교정용 스크류의 표면처리방법으로는 강성 입자인 산화알루미늄을 분사하여 변형시키고, 강산(염산, 질산, 황산)으로 처리하는 SLA(Sandblasted Large grit and Acid- etched)방법이 널리 사용되고 있다.
그러나, SLA방법으로 처리된 치열교정용 스크류는 산화알루미늄 입자가 스크류의 표면에 잔류하여 골 형성방해 물질로 작용할 수 있고, 강산 처리 후 티타늄 입계의 부식에 의한 문제점이 있다. 또한, 골질이 약한 환자에게 SLA방법에 의해 표면처리된 스크류를 식립할 경우, 스크류의 식립 이후에 스크류와 뼈의 융합(Bone Osseointegration)이 잘 되지 않아 스크류가 치조골로부터 이탈되는 문제가 빈번하게 발생한다. 골질이 강한 환자에게 종래의 표면처리된 스크류를 식립할 경우, 스크류에 과도한 토크가 발생하여 스크류가 파절되고, 시술자는 파절된 스크류로 인하여 시술에 어려움을 겪게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 표면거칠기를 증가시키는 표면처리로 스크류와 치조골의 융합을 증진시킬 수 있는 치열교정용 스크류의 표면처리방법 및 치열교정용 스크류를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 식립할 때 발생하는 과도한 토크에 의하여 스크류가 파절되는 것을 방지할 수 있는 치열교정용 스크류의 표면처리방법 및 치열교정용 스크류를 제공함에 있다.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 첨두부와 첨두부로부터 연장되며 외주면에 나사산이 형성된 식립부를 갖는 치열교정용 스크류의 표면처리방법에 있어서, 마스킹 물질을 사용하여 첨두부를 마스킹하는 마스킹단계와, 식립부의 표면거칠기가 증가되도록 식립부를 표면처리하는 표면처리단계와, 마스킹 물질을 제거하는 제거단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치열교정용 스크류의 표면처리방법 및 치열교정용 스크류에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 치열교정용 스크류를 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 치열교정용 스크류가 설치된 상태를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 치열교정용 스크류의 표면처리방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 표면처리된 치열교정용 스크류를 식립할 때 발생되는 토크를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하, 본 발명에 따른 치열교정용 스크류의 표면처리방법 및 치열교정용 스크류에 대한 바람직한 실시예들은 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 2에는 본 발명에 따른 치열교정용 스크류가 도시되어 있다. 치열교정용 스크류는 식립부(10), 접시부(20), 몸통부(30) 및 머리부(40)를 포함한다. 식립부(10)는 치조골에 식립되도록 외주면에 나사산이 형성되어 있다. 식립부(10)의 단부에는 커팅플루트(제거물의 원활한 외부배출을 돕기 위해 커팅시켜 놓은 긴 홈)가 형성되어 있다. 커팅플루트가 형성된 식립부(10)의 단부를 첨두부(12)라 한다. 이와 같은 구성을 가진 첨두부(12)에 의하여 스크류는 치조골에 식립이 용이하고, 자가드릴링, 자가탭핑 및 풀림방지 등의 효과를 가진다.
접시부(20)는 식립부(10)로부터 연장되어 있고 식립부(10)의 외경보다 더 큰 외경을 갖는다. 접시부(20)는 치조골을 감싸고 있는 잇몸에 안착되기 때문에 외부로부터 식립부(10)로 이물질이 침입되는 것을 효과적으로 방지한다. 몸통부(30)는 접시부(10)로부터 연장되어 있다. 몸통부(30)의 외경은 식립부(10)의 외경보다 크고, 접시부(20)의 외경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 몸통부(30)에는 관통구멍(32)이 형성되어 있다. 머리부(40)는 몸통부(30)로부터 연장되어 형성되고, 몸통부(30)의 외경보다 더 큰 외경을 갖도록 형성된다. 머리부(40)에는 드라이버 홈(42)이 형성되어 있다.
도 2에는 상술한 바와 같은 구성을 가지는 치열교정용 스크류가 식립된 상태가 도시되어 있다. 스크류는 도 2에 도시된 바와 같이 치조골에 식립되고, 스크류의 몸통부(30)에 형성된 관통구멍(32)에는 치열을 교정할 때 사용하는 와이어(50)가 끼워져 고정된다. 와이어(50)는 치열교정장치(52)에 체결된다. 이에 따라, 치열은 치열교정장치(52)에 체결된 와이어(50)로부터 인가된 인장력에 의하여 교정된다.
도 3에는 상술한 바와 같은 구성을 가지는 치열교정용 스크류에 표면처리방법의 흐름도가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 치열교정용 스크류의 첨두부(12)에 마스킹 물질로 마스킹하는 마스킹단계(S102)를 수행한다. 본 실시예는 젤 형태의 의료용 실리콘으로 첨부두(12)를 마스킹하는 것이 바람직하다.
마스킹단계(S102)를 수행한 후, 식립부(10)의 표면거칠기를 높이는 표면처리단계(S104)를 수행한다. 표면처리단계(S104)는 식립부(10)의 표면거칠기가 0.5㎛ 내지 5㎛에 이르도록 리졸블 블라스트 메디아(Resorbable Blast Media; 이하, RBM이라 함)방식으로 표면처리를 수행한다. RBM방식으로 표면처리된 식립부(10)는 도 1에 점으로 도시되어 있다.
RBM방식은 칼슘 및 인으로 구성된 메디아(Media)를 스크류의 표면에 분사하여 표면거칠기를 높이는 표면처리 기법이다. RBM방식으로 식립부(10)를 표면처리하게 되면, 식립부(10)에 칼슘과 인이 잔류하게 된다. 이에 따라, 치조골의 성분인 칼슘과 인으로 구성된 메디아들이 표면처리된 식립부(10)에 잔류함으로써 스크류가 치조골에 식립할 때 거부반응 없이 융합될 수 있다. 또한, 칼슘과 인은 치조골을 형성하는 주요 성분임으로, 식립된 스크류 및 치조골의 골융합이 원활하게 이루어진다. 즉, RBM방식으로 스크류를 표면처리함으로써, 스크류와 치조골의 골융합이 원활하게 이루어지게 된다. 표면처리단계(S104)의 실시예 의하여, 식립부(10)의 표면거칠기는 0.5㎛ 내지 5㎛로 된다. 즉, 표면처리된 식립부(10)는 마스킹된 첨두부(12)의 표면거칠기보다 크게 형성된다.
마지막으로, 제거단계(S106)는 마스킹 물질인 의료용 실리콘을 제거하는 단계이다. 제거단계(S106)는 첨두부(12)에 마스킹되어 있는 의료용 실리콘을 제거한다. 일 예로 금속으로 제조된 스크류와 첨두부에 마스킹된 의료용 실리콘을 양방향에서 잡고 외측 방향으로 힘을 가하여 의료용 실리콘을 분리할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니고 첨두부(12)에 응고되어 있는 젤형태의 의료용 실리콘은 다양한 방법으로 제거할 수 있음은 물론이다. 마스킹 물질이 제거된 첨두부(12)는 첨예한 형상이 유지되기 때문에 치조골에 식립할 때 자가드릴링, 자가탭핑 및 풀림방지의 기능을 유지할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 표면처리방법에 의한 치열교정용 스크류는 치조골에 식립 중에 과도한 토크가 발생하는 것을 억제할 수 있어서 스크류가 파절되는 것을 방지할 수 있다. RBM방식으로 표면처리된 스크류의 표면에 잔류하는 칼슘 및 인에 의해 치조골과 골융함이 원활하게 이루어져 치조골로부터 스크류가 쉽게 이탈되지 않게 된다.
지금부터는, 이와 같은 방법에 의해 표면처리된 치열교정용 스크류에 대한 작용을 설명한다.
도 4에는 표면처리되지 않은 치열교정용 스크류(A)를 식립할 때 발생되는 토크 및 본 발명에 따른 표면처리방법으로 표면처리된 치열교정용 스크류(B)를 식립 할 때 발생되는 토크를 측정한 그래프가 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 스크류가 잇몸을 통과하여 치조골에 식립되는 시점인 대략 22초인 지점까지는 표면처리되지 않은 스크류(A)에서 발생되는 토크와 표면처리된 스크류(B)에서 발생되는 토크가 동일하다. 이는 표면처리된 스크류(B)의 첨두부(12)와 표면처리되지 않은 스크류(A)의 첨두부가 동일한 표면거칠기를 가지기 때문에 발생되는 결과이다.
표면처리된 스크류(B) 및 표면처리되지 않은 스크류(A)의 첨두부가 치조골에 식립된 후, 표면처리된 스크류(B)에서 발생되는 토크는 표면처리되지 않은 스크류(A)에서 발생되는 토크보다 더 작다. 이와 같은 결과는 표면처리된 스크류의 표면거칠기(B)가 표면처리되지 않은 스크류(A)의 표면거칠기보다 더 크게 형성되기 때문에 나타나는 결과이다. 즉, 표면처리된 스크류(B)의 거친 표면은 표면처리되지 않은 스크류(A)보다 실제접촉면적(Real Contact Area)이 감소되기 때문에 상술한 바와 같은 결과가 발생된다.
따라서, 본 발명에 따른 표면처리방법으로 표면처리된 스크류는 식립할 때 과도한 토크가 발생되는 것을 억제하고, 스크류를 식립할 때 과도한 토크가 발생되어 스크류가 파절되는 것을 방지할 수 있다. 또한, RBM방식으로 표면처리되어 스크류의 식립 후에 치조골과 골융합이 원활하게 이루어져, 식립되어 있는 스크류가 치조골로부터 쉽게 이탈되지 않게 되는 효과를 가진다.
본 실시예에서는 RBM방식으로 표면거칠기를 증가시키는 것을 설명하였으나, 표면거칠기를 증가시킬 수 있는 다른 방식으로 대체가 가능하다. 또한, 상술한 실시예에서 칼슘 및 인의 메디아들이 식립부에 잔류하는 것을 설명하였으나, 시술을 받는 환자의 건강상태 및 치조골의 골질에 따라 칼슘 및 인으로 구성된 메디아를 제거하는 단계를 더 수행할 수 있다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 치열교정용 스크류의 표면처리방법 및 치열교정용 스크류에 의하면, RBM방식으로 표면처리하여 스크류와 치조골의 융합을 증진시켜 식립되는 스크류가 쉽게 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 스크류를 식립할 때 토크를 저하시켜 스크류가 파절되는 것을 방지하여 시술자가 보다 안전하게 시술을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 첨두부와, 상기 첨두부로부터 연장되며 외주면에 나사산이 형성된 식립부를 갖는 치열교정용 스크류의 표면처리방법에 있어서,
    마스킹 물질을 사용하여 상기 첨두부를 마스킹하는 마스킹단계와,
    상기 식립부의 표면거칠기가 증가되도록 상기 식립부를 표면처리하는 표면처리단계와,
    상기 마스킹 물질을 제거하는 제거단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치열교정용 스크류의 표면처리방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면처리단계에서는 상기 식립부의 표면거칠기를 0.5㎛ 내지 5㎛로 처리하는 것을 특징으로 하는 치열교정용 스크류의 표면처리방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 표면처리단계는 리졸블 블라스트 메디아(Resorbable Blast Media)방식으로 진행하는 것을 특징으로 하는 치열교정용 스크류의 표면처리방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 리졸블 블라스트 메디아방식은 칼슘 및 인으로 구성된 메디아를 상기 식립부의 표면에 분사하여 표면처리하는 것을 특징으로 하는 치열교정용 스크류의 표면처리방법.
  5. 첨두부와, 상기 첨두부로부터 연장되며 외주면에 나사산이 형성된 식립부를 갖는 치열교정용 스크류에 있어서,
    상기 식립부의 표면거칠기는 상기 첨두부의 표면거칠기 보다 큰 것을 특징으로 하는 치열교정용 스크류.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 식립부의 표면거칠기는 0.5㎛ 내지 5㎛인 것을 특징으로 하는 치열교정용 스크류.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 식립부의 표면에 칼슘 및 인으로 구성된 메디아들이 잔류되어 있는 것을 특징으로 하는 치열교정용 스크류.
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