WO2017014365A1 - 맞춤형 치아교정 호선 제작키트 및 이를 이용한 치아교정 호선 제작방법 - Google Patents

맞춤형 치아교정 호선 제작키트 및 이를 이용한 치아교정 호선 제작방법 Download PDF

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WO2017014365A1
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fastening hole
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이종호
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이종호
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    • A61C7/02—Tools for manipulating or working with an orthodontic appliance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61C7/12—Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
    • A61C7/20—Arch wires
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    • A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
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    • A61C7/12—Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor

Definitions

  • the present invention relates to a personalized orthodontic arc manufacturing method. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a wire made of nitinol, which requires baking at a high temperature, to a personalized arc.
  • Orthodontic treatment narrowly refers to the treatment of the irregular teeth, and broadly refers to the treatment of correcting various skeletal incongruities of the teeth and the oral cavity that may occur during the growth process so as to function normally.
  • the correction of the teeth is made by attaching a bracket to the teeth and ligation of the orthodontic arch wire (archwire) by aligning the position, inclination or direction of the tooth by the restoring force of the arch line.
  • Patents related to customized calibration technology owned by 3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY, H32 and Guangzhou Riton Biomaterial are known.
  • 3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY's EP2736444 "ORTHODONTIC ARCHWIRES WITH REDUCED INTERFERENCE AND RELATED METHODS" is a technology that obtains the shape of the arc corresponding to the position of the patient's teeth, and from this, to create a customized arc for lingual correction. It is known.
  • a wire of titanium alloy or stainless steel is commonly used as a calibration wire.
  • Nitinol an alloy of nickel and titanium among titanium alloys, is a typical shape memory alloy commercially available, and is widely used for orthodontics because of its excellent resilience.
  • the nitinol alloy When heated to a temperature of 500 degrees or more, the nitinol alloy is fixed in its shape as the atomic arrangement in the crystal changes, and then shows a restoring force to return to the fixed shape.
  • Nitinol alloy has a property of remembering the original shape, and simply bending the wire at a desired position by using the bending equipment. There is a limit in that the arc of the desired shape cannot be obtained.
  • US 2008/0254403 "SYSTEM FOR CNC-MACHINING FIXTURES TO SET ORTHODONTIC ARCHWIRES" uses computer software to acquire the shape of nitinol wire, then cut the fixture to hold the wire with a CNC machine, and then wire the fixture to the fixture. The technique of fastening and heating is known.
  • the technology proposes a method for making a customized line of nitinol, but the cost is greatly increased because each fixture has to be individually manufactured by a CNC machine, and the wire is completely ligation to the fixture while the wire is heated. There is a limit that the quality of the result is lowered because it can not escape.
  • an object of the present invention is to provide a kit for producing a personalized orthodontic arc of nitinol material and a method for manufacturing a custom orthodontic arc using the same.
  • the wire After arranging the first through hole of the jig in the inner fastening hole, the wire is ligated to the wire ligation slot, and the fixing screw is coupled to the inner fastening hole by passing through the first through hole. Engaging the screwhead to cover the top of the wire;
  • the inner fastening hole and the outer fastening hole pair are drilled by the number of maxillary or mandibular teeth of the patient.
  • tailored orthodontic arc production kit in order to achieve the above object is a jig base formed by drilling a pair of inner fastening hole and the outer fastening hole corresponding to each tooth position on the setup model of the patient;
  • the first head is formed by passing the first through-hole at one end
  • the second head is formed by passing the second through-hole at the other end and the first head and the second head, but the wire ligation slot is recessed at one end Jig having a body formed;
  • the fixing screw has a standard diameter of the screw head is longer than the distance between the wire ligation slot and the first through hole.
  • the inner fasteners are located in the lingual direction and the outer fasteners in the buccal direction of the setup model of the patient,
  • the second head of the jig has a larger volume than the first head to improve workability.
  • the workability of the process of fixing the nitinol wire to the jig and finely adjusting the position is greatly improved, and the wire can be fixed to have an accurate shape without leaving the heating process, thereby greatly improving the precision and quality of the result. It is effective.
  • FIG. 1 is a view illustrating a state in which a wire is ligated to a tailored orthodontic arc production kit according to the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a coupling relationship between a jig, a fixing screw, and a fixture
  • 3 is a view showing the structure of a jig base
  • FIG. 4 is a view illustrating a process of fixing a jig to a jig base and ligating a wire
  • FIG. 5 is a view illustrating a process of removing a wire after baking the wire by putting the jig into a heating furnace
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a time-series description of the method for manufacturing orthodontic braces according to the present invention
  • FIG. 7 is a flowchart detailing a process of determining a fastening hole position of a base.
  • FIGS. 1 to 3 a configuration of a tailored orthodontic arc manufacturing kit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the present invention relates to a manufacturing kit for manufacturing a custom wire of a shape that matches the tooth set-up model of the patient, and preferably for manufacturing a wire of a shape memory alloy material having a specific shape by baking at a high temperature. It relates to manufacturing equipment.
  • the present invention can be used in the manufacture of customized orthodontic arc through baking the rectangular wire of nitinol material.
  • FIG. 1 is a view illustrating a state in which a wire is ligated to a tailored orthodontic arc production kit according to the present invention.
  • the tailored orthodontic wire manufacturing kit according to the present invention shown in FIG. 1 includes one jig base 10 and a plurality of jig 20.
  • Jig 20 is provided with the number of teeth on the tooth setup model of the patient, the position is determined according to the bracket position on the tooth setup model.
  • FIG. 1 illustrates a state in which a plurality of jigs 20 are fixed on the jig base 10, and wires are inserted into and fixed to wire ligation slots 231 formed in the jig 20.
  • FIG. 2 illustrates a coupling relationship between the jig 20, the fixing screw 30, and the fixture 40
  • FIG. 3 illustrates the structure of the jig base 10.
  • the jig base 10 is formed by drilling a pair of a plurality of inner fastening holes 11 and outer fastening holes 12 on an upper surface thereof. It is not necessary to penetrate through the jig base 10, and it is sufficient to drill a depth to a degree necessary for fixing the jig 20.
  • the inner fastening holes 11 and the outer fastening holes 12 are preferably provided in pairs. .
  • Each pair of inner fastening holes 11 and outer fastening holes 12 corresponds to a tooth position on the setup model of the patient, respectively.
  • the movement path of the wire is determined according to the bracket position on the setup model, and the position of each jig 20 is determined so that the wire ligation slots 231 formed in the plurality of jigs 20 pass through the path. Then, the position of each of the inner fastening hole 11 and the outer fastening hole 12 is determined according to the position of the jig 20.
  • the inner fastening holes 11 are located in the lingual direction on the patient's setup model, and the outer fastening holes 12 are located in the buccal direction, respectively.
  • the inner fastening holes 11 are concentrated in the direction of the mouth of the patient, and the outer fastening holes 12 are arranged in the outer direction.
  • the jig 20 has a structure in which the first head 21 and the second head 22 face each other on both sides of the body 23.
  • the first head 21 is located at one end of the body 23, and the first through hole 211 penetrates in the vertical direction at the center thereof.
  • the second head 22 is located at the other end of the body 23, the second through hole 221 is formed in the center through the vertical.
  • the first through hole 211 and the second through hole 221 are provided in a direction perpendicular to the upper surface of the jig base 10.
  • the body 23 may preferably have a shape that is thinner and longer in cross section than the first head 21 or the second head 22.
  • One side of the upper end of the body 23 is formed by recessing the wire ligation slot 231.
  • the wire ligation slot 231 has the same cross section as that of the wire.
  • it may be formed by recessing from one side of the top of the body 23 in a rectangular parallelepiped shape of horizontal and vertical of 0.18 inches.
  • the wires can be ligated into each wire ligation slot 231 and ligated.
  • the wire ligation slot 231 may be formed in close contact with the first head 21 side. This is to cover and fix with a screw head 31 of the fixing screw 30 as described later.
  • the customized orthodontic arc production kit according to the present invention is provided with a fixing screw 30 corresponding to the standard of the first through-hole 211 and the inner fastening hole (11).
  • the first through hole 211 may or may not have a thread formed therein, and has a width into which the fixing screw 30 may be inserted.
  • the inner fastening hole 11 is to be engaged with the male thread formed in the female screw thread formed on the screw shaft of the fixing screw (30).
  • Fixing screw 30 has a diameter that the radius of the screw head 31 is longer than the distance between the wire ligation slot 231 and the first through hole 211.
  • the screw head 31 of the fixing screw 30 covers at least part of the upper surface of the wire ligation slot 231.
  • the fixing screw 30 is fastened to the inner fastening hole 11 of the jig base 10, the wire is fixed so as not to fall out.
  • the fastener 40 preferably has a rod shape, and has a diameter corresponding to the size of the second through hole 221 and the outer fastening hole 12.
  • the fastener 40 is not formed with a separate thread, and is inserted into the second through hole 221 and the outer fastening hole 12 simultaneously to fix the jig 20.
  • the fastener 40 may have the same length and diameter as the fixing screw 30, but preferably has a slightly larger size so that the operator can easily insert it by hand.
  • the diameter of the fixing screw 30 may be longer and thicker.
  • the inner fastening holes 11 are concentrated in the lingual direction, and because the outer fastening holes 12 are arranged in the buccal direction, the interval between the inner fastening holes 11 is somewhat narrow, but the outer fastening holes ( The gap between the two is more relaxed than this.
  • the volume of the second head 22 can be designed larger than the first head 21 for ease of operation.
  • the second head 22 is designed to be somewhat bulkier than the first head 21, in which the second heads 22 are arranged relative to the lingual where the first heads 21 are arranged. This is because the buccal space is relatively free, and at the same time, it is also to improve the operability in finely adjusting the position of the jig 20 by hand.
  • FIGS. 4 to 7 a method for fabricating orthodontic arcs according to an embodiment of the present invention will be described.
  • Orthodontic arc production method according to the present invention can be carried out by using a tailored orthodontic arc production kit as described above.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a tooth orthodontic line according to the present invention in time series.
  • the position of the pair of the inner fastening hole 11 and the outer fastening hole 12 of the jig base 10 is determined from the dental structure data of the patient (S110).
  • step S110 is processed through the following detailed process.
  • the fabrication of the setup model is generally performed at the time of customized orthodontic treatment, and can be produced by cutting the teeth of the patient's maxillary or mandibular malocclusion model and rearranging them to an ideal position.
  • bracket attachment position is determined from the tooth set-up model of the patient (S112).
  • the setup model is read as 3D data and the mounting position of the bracket is set in the computer program.
  • the determination process of the bracket attachment position can also use the prior art.
  • the coordinates of the lines connecting the slots of the bracket can be obtained, and the bending angle and the position of the wire can be determined in consideration of the condition of the patient's mouth, the position and size of the tooth.
  • Setting the bending angle and the bending position of the wire may use a computer program, and the present process may also use the prior art.
  • the ready-made wire is directly inserted into a separate bending device, and the present invention is positioned using a separate manufacturing kit.
  • the position of the jig 20 can be determined therefrom.
  • the wire ligated to the wire ligation slot 231 of the jig 20 should be bent in accordance with the determined bending position and angle, and the wire ligation slots 231 of the jig 20 are used to coordinate the slots of the bracket to the coordinates or the jig ( The jig 20 is positioned from this because the line connecting the wire ligation slots 231 of 20 must overlap the line connecting the slots of the bracket.
  • the positions corresponding to the first through holes 211 and the second through holes 221 of the jig 20 are respectively determined by the inner fastening holes 11 and the jig base 10.
  • Figure 4 (a) shows the shape of the jig base 10 before the inner fastening hole 11 and the outer fastening hole 12 is drilled
  • Figure 4 (b) is the inner fastening hole 11 and A pair of outer fastening holes 12 are formed to be punched out.
  • FIG. 4B it can be seen that a pair of a total of 14 pairs of inner fastening holes 11 and outer fastening holes 12 are formed corresponding to each of the four posterior teeth and the six anterior teeth.
  • the first through hole 211 of the jig 20 is arranged in a line with the inner fastening hole 11.
  • the wire is ligated to the wire ligation slot 231, and the fixing screw 30 passes through the first through hole 211 to be coupled to the inner fastening hole 11.
  • the screw head 31 of the fixing screw 30 covers the upper end of the wire and is fixed.
  • the first head 21 of the jig 20 is fixed to each inner fastening hole 11 of the jig base 10 by the screw head 31, and the wire ligation slot of each jig 20.
  • the wire is ligated to 231.
  • the second head 22 is held one by one so that the second through holes 221 are sequentially arranged in line with the outer fastening holes 12. That is, the position is adjusted by moving the second head 22 using the fixing screw 30 as the rotation axis.
  • the fastener 40 is inserted into the outer fastening hole 12 through the second through hole 221 (S140).
  • the jig 20 is fixed to the jig base 10 in place, and the wire is positioned at the wire ligation slots 231. It is fixed in a bent state naturally according to the angle and.
  • the jig base 10 is introduced into a heating furnace and heated (S150).
  • the nitinol wire is memorized in the shape bent by the jig 20.
  • 5 (a) and 5 (b) illustrate a state in which the jig base 10 is put into a heating furnace and heated.
  • the jig base 10 is removed from the heating furnace and cooled at room temperature, and then the wire is removed (S160).

Abstract

맞춤형 치아교정 호선 제작키트 및 이를 이용한 치아교정 호선 제작방법이 개시된다. 본 발명에 의한 맞춤형 치아교정 호선 제작키트는 환자의 셋업 모델상 치아 위치에 각각 대응하는 내측 체결공과 외측 체결공의 쌍이 천공되어 형성된 지그 베이스; 일측 끝단에 제1 관통공이 관통되어 형성되는 제1 헤드, 타측 끝단에 제2 관통공이 관통되어 형성되는 제2 헤드 및 상기 제1 헤드와 제2 헤드를 연결하되, 일측 상단에 와이어 결찰 슬롯이 함몰되어 형성된 바디를 갖는 지그; 상기 제1 관통공과 상기 내측 체결공의 규격에 대응하는 고정나사;및 상기 제2 관통공과 상기 외측 체결공의 규격에 대응하는 고정구를 갖는다. 지그의 와이어 결찰 슬롯에 니티놀 와이어를 결찰하고 고정한 다음 가열로에서 가열함으로써 맞춤형 치아교정 호선을 제작할 수 있다.

Description

맞춤형 치아교정 호선 제작키트 및 이를 이용한 치아교정 호선 제작방법
본 발명은 개인 맞춤형의 치아교정용 호선 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 고온에서의 베이킹이 필요한 니티놀 재질의 와이어를 개인 맞춤형호선으로 제작하기 위한 방법에 관한 것이다.
교정 치료란 좁게는 불규칙한 치아를 가지런히 하는 치료 행위를 의미하며, 넓게는 성장 과정에서 발생할 수 있는 치아와 구강의 여러 가지 골격적 부조화를 바로잡아 정상적인 기능을 발휘할 수 있도록 하는 치료 행위를 의미한다.
통상적으로 치아의 교정은 치아에 브라켓을 부착하고, 교정용 호선(archwire)을 결찰함으로써 호선의 복원력에 의해 치아의 위치나 기울어짐이나 방향을 가지런하게 정렬하는 방식으로 이루어진다.
최근에는 환자의 이상적인 치아상태를 셋업 모델로 만든 다음 컴퓨터 소프트웨어를 이용해 브라켓의 위치나 와이어의 형상을 설계하는 맞춤형 교정 기술이 소개되고 있다.
3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY사, H32사, Guangzhou Riton Biomaterial사 등이 보유한 맞춤형 교정기술 관련 특허들이 알려져 있다.
일 예로, 3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY사의 EP2736444 "ORTHODONTIC ARCHWIRES WITH REDUCED INTERFERENCE AND RELATED METHODS"는 환자의 치아 위치에 부합하는 호선의 형상을 획득하고, 이로부터 다수의 세그먼트로 이루어진 설측교정용 맞춤형 호선을 제작하는 기술을 공지하고 있다.
한편, 교정 호선으로는 티타늄 합금이나 스테인레스 스틸 재질의 와이어가 흔히 사용된다.
티타늄 합금 가운데 니켈과 티타늄의 합금인 니티놀(Nitinol)은 상용화된 대표적인 형상 기억 합금(shape memory alloy)으로서, 복원력이 탁월하여 치아 교정용으로 널리 사용되고 있다.
니티놀 합금은 500도 이상의 온도로 가열했을 때 결정속의 원자배열이 변하면서 그대로의 형상으로 고정이 되며, 이후 고정된 형상으로 되돌아 가려는 복원력을 보인다.
상기한 EP2736444는 와이어를 별도의 벤딩 장비를 이용하여 벤딩함으로써 원하는 형태로 제작하는데, 니티놀 합금은 최초의 형상을 기억하는 성질을 가지고 있어 벤딩 장비를 이용하여 원하는 위치에서 원하는 각도로 꺽어주는 것만으로는 원하는 형상의 호선을 얻을 수 없는 한계가 있다.
한편, US 2008/0254403 "SYSTEM FOR CNC-MACHINING FIXTURES TO SET ORTHODONTIC ARCHWIRES"는 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 니티놀 와이어의 형상을 획득한 다음, CNC 머신으로 와이어를 붙들어 줄 고정물을 절삭하여 만들고, 고정물에 와이어를 체결하여 가열하는 기술을 공지하고 있다.
동 기술은 니티놀 재질의 맞춤형 호선 제작을 위한 방법을 제시하고 있으나, 환자마다 CNC 머신으로 고정물을 개별 제작해야 하기 때문에 비용이 크게 증가하는 문제점이 있으며, 와이어를 가열하는 동안 고정물에 와이어가 온전하게 결찰되지 못하고 이탈하여 결과물의 품질이 떨어지는 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 니티놀 재질의 개인 맞춤형 치아교정 호선을 제작하기 위한 키트와 이를 이용한 맞춤형 치아교정 호선 제작방법의 제공에 있다.
특히, 범용으로 사용가능한 파트를 최대한 확보함으로써 경제성 있는 맞춤형 치아교정 호선 제작 기법의 제공을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 맞춤형 치아교정 호선 제작키트를 이용한 치아교정 호선 제작방법은,
환자의 치아구조 데이터로부터 지그 베이스의 내측 체결공 및 외측 체결공의 쌍의 위치를 결정하는 단계;
상기 지그 베이스 상의 상기 결정된 위치에 내측 체결공 및 외측 체결공 쌍을 천공하는 단계;
지그의 제1 관통공을 상기 내측 체결공에 일렬로 배열한 다음, 와이어를 와이어 결찰 슬롯에 결찰시키고, 고정나사를 상기 제1 관통공을 관통하여 상기 내측 체결공에 결합시키되, 상기 고정나사의 나사헤드가 와이어 상단을 덮도록 결합시키는 단계;
제2 관통공이 외측 체결공과 일렬로 배열되도록, 상기 고정나사를 회전축으로 하여 위치를 조정한 후, 고정구를 상기 제2 관통공을 관통하여 상기 외측 체결공으로 삽입하는 단계;
상기 지그 베이스를 가열로에 인입시켜 가열하는 단계; 및
와이어를 탈거하는 단계;를 포함한다.
이때, 상기 내측 체결공 및 외측 체결공의 쌍의 위치를 결정하는 단계는,
환자의 치아 셋업모델을 제작하는 단계;
환자의 치아 셋업모델로부터 브라켓 부착위치를 확정하는 단계;
브라켓의 슬롯을 잇는 라인으로부터 와이어 벤딩 위치와 각도를 결정하는 단계; 및
결정된 와이어 벤딩 위치와 각도에 따라 지그의 위치를 판정하고, 상기 지그의 제1 관통공 및 제2 관통공에 대응하는 위치를 각각 지그 베이스의 내측 체결공 및 외측 체결공의 위치로 결정하는 단계;를 포함한다.
한편, 상기 내측 체결공 및 외측 체결공 쌍을 천공하는 단계에서, 환자의 상악 또는 하악 치아 개수만큼의 내측 체결공 및 외측 체결공 쌍을 천공한다.
그리고, 제2 관통공과 외측 체결공을 일렬로 배열하는 단계에서, 모든 지그들의 제1 헤드가 각각 대응하는 내측 체결공에 고정된 상태에서, 순차적으로 각 지그의 제2 헤드를 움직여 위치를 조정함으로써 제2 관통공이 외측 체결공과 일렬로 배열되도록 조정한다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 맞춤형 치아교정 호선 제작키트는 환자의 셋업 모델상 치아 위치에 각각 대응하는 내측 체결공과 외측 체결공의 쌍이 천공되어 형성된 지그 베이스;
일측 끝단에 제1 관통공이 관통되어 형성되는 제1 헤드, 타측 끝단에 제2 관통공이 관통되어 형성되는 제2 헤드 및 상기 제1 헤드와 제2 헤드를 연결하되, 일측 상단에 와이어 결찰 슬롯이 함몰되어 형성된 바디를 갖는 지그;
상기 제1 관통공과 상기 내측 체결공의 규격에 대응하는 고정나사;및
상기 제2 관통공과 상기 외측 체결공의 규격에 대응하는 고정구를 구비한다.
이때, 상기 고정나사는 나사헤드의 반경이 상기 와이어 결찰 슬롯과 상기 제1 관통공의 거리보다 더 긴 규격을 갖는다.
내측 체결공들은 환자의 셋업 모델상 설측 방향으로, 외측 체결공들은 협측 방향으로 각각 위치하며,
상기 지그의 제2 헤드는 제1 헤드보다 부피가 크게 형성하여 작업성을 향상시킨다.
이러한 본 발명에 의할 때, 고가의 CNC 장비를 이용하지 않고서도 개인 맞춤형의 교정용 호선의 제작이 가능해져, 맞춤형 교정의 비경제성이 크게 개선되는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 니티놀 와이어를 지그에 고정하고 위치를 미세 조정하는 공정의 작업성이 크게 향상될 뿐 아니라, 가열 공정에서 와이어가 이탈되지 않고 정확한 형상을 갖도록 고정될 수 있어 결과물의 정밀도와 품질이 크게 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 맞춤형 치아교정 호선 제작키트에 와이어가 결찰된 모습을 예시하는 도면,
도 2는 지그와 고정나사 및 고정구의 결합관계를 도시하는 도면,
도 3은 지그 베이스의 구조를 도시하는 도면,
도 4는 지그 베이스에 지그를 고정하고, 와이어를 결찰하는 과정을 설명하는 도면,
도 5는 지그를 가열로에 넣어 와이어를 베이킹한 다음 탈거하는 과정을 설명하는 도면,
도 6은 본 발명에 의한 치아교정 호선 제작방법을 시계열적으로 설명하는 플로우차트,
도 7은 베이스의 체결공 위치를 결정하는 과정을 부연하는 플로우차트이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 맞춤형 치아교정 호선 제작키트의 구성을 살펴보기로 한다.
본 발명은 환자의 치아 셋업모델에 부합하는 형태의 맞춤형 와이어를 제작하기 위한 제작키트에 관한 것으로, 바람직하게는 고온에서 베이킹함으로써 특정한 형상을 갖게되는 형상 기억합금 재질의 와이어를 원하는 형태로 제작하기 위한 제조장비에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 니티놀 재질의 각형 와이어의 베이킹을 통해 맞춤형 치아교정용 호선의 제작시에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 맞춤형 치아교정 호선 제작키트에 와이어가 결찰된 모습을 예시하는 도면이다.
도 1에 도시된 본 발명에 의한 맞춤형 치아교정 호선 제작키트는 하나의 지그 베이스(10)와 다수 개의 지그(20)를 구비한다.
지그(20)는 환자의 치아 셋업 모델 상의 치아 개수만큼 구비되며, 치아 셋업 모델 상의 브라켓 위치에 따라서 그 위치가 정해진다.
도 1은 지그 베이스(10)상에 다수 개의 지그(20)가 각각 고정되고, 와이어가 지그(20)에 형성된 와이어 결찰슬롯(231)에 삽입되어 고정된 상태를 도시한다.
도 2는 지그(20)와 고정나사(30) 및 고정구(40)의 결합관계를 도시하며, 도 3은 지그 베이스(10)의 구조를 도시한다.
지그 베이스(10)는 상면에 다수의 내측 체결공(11)과 외측 체결공(12)의 쌍이 천공되어 형성된다. 지그 베이스(10)를 관통하여 형성할 필요는 없으며, 지그(20)의 고정에 필요한 정도의 깊이만큼 천공하는 것으로 충분하다.
한 쌍의 내측 체결공(11)과 외측 체결공(12)에 각각 하나의 지그(20)가 대응되기 때문에, 내측 체결공(11)과 외측 체결공(12)은 쌍으로 구비됨이 바람직하다.
각 내측 체결공(11)과 외측 체결공(12)의 쌍은 환자의 셋업 모델상 치아 위치에 각각 대응한다.
더욱 구체적으로는 셋업 모델 상의 브라켓 위치에 따라 와이어의 이동경로가 정해지며, 다수의 지그(20)에 형성된 와이어 결찰 슬롯(231)이 상기 경로를 지나도록 각 지그(20)의 위치가 결정된다. 그리고, 지그(20)의 위치에 따라서 각 내측 체결공(11)과 외측 체결공(12)의 위치가 정해지게 된다.
더 구체적으로, 내측 체결공(11)들은 환자의 셋업 모델상 설측 방향으로, 외측 체결공(12)들은 협측 방향으로 각각 위치한다.
도 3에 예시된 바와 같이 내측 체결공(11)들은 환자의 구강 내부 방향으로 몰려 있으며, 외측 체결공(12)들은 외측 방향으로 배열된다.
지그(20)는 바디(23)를 중심으로 양측에 제1 헤드(21)와 제2 헤드(22)가 서로 대향하는 구조를 갖는다.
제1 헤드(21)는 바디(23)의 일측 끝단에 위치하며, 중앙에 제1 관통공(211)이 수직방향으로 관통되어 형성된다.
한편, 제2 헤드(22)는 바디(23)의 타측 끝단에 위치하며, 중앙에 제2 관통공(221)이 수직으로 관통되어 형성된다.
바람직하게는 제1 관통공(211)과 제2 관통공(221)은 지그 베이스(10)의 상면과 직교 방향으로 구비된다.
바디(23)는 바람직하게는 단면이 제1 헤드(21) 또는 제2 헤드(22)보다 가늘고 긴 형상을 가질 수 있다.
바디(23)의 상단 일측에는 와이어 결찰 슬롯(231)이 함몰되어 형성된다.
바람직하게는 와이어 결찰 슬롯(231)은 와이어의 규격과 동일한 단면을 갖는다. 예컨대, 가로와 세로가 각각 0.18인치인 직육면체 형상으로 바디(23)의 상단 일측으로부터 함몰되어 형성될 수 있다.
이와 같이 함으로써, 와이어가 각 와이어 결찰 슬롯(231)에 꽉끼게 물려 결찰될 수 있다.
와이어 결찰 슬롯(231)은 바람직하게는 제1 헤드(21)측으로 밀착되어 형성될 수 있다. 이는 후술하는 바와 같이 고정나사(30)의 나사헤드(31)로 덮어서 고정하기 위함이다.
한편, 본 발명에 의한 맞춤형 치아교정 호선 제작키트는 제1 관통공(211)과 상기 내측 체결공(11)의 규격에 대응하는 고정나사(30)를 구비한다.
제1 관통공(211)은 내부에 나사산이 형성되거나 또는 형성되지 않을 수 있으며, 고정나사(30)가 삽입될 수 있는 너비를 갖는다. 반면, 내측 체결공(11)은 암나사산이 형성되어 고정나사(30)의 나사축에 형성된 숫나사산과 맞물려 체결되어야 한다.
고정나사(30)는 나사헤드(31)의 반경이 상기 와이어 결찰 슬롯(231)과 상기 제1 관통공(211)의 거리보다 더 긴 규격을 갖는다.
즉, 고정나사(30)를 제1 관통공(211)로 삽입했을 때, 고정나사(30)의 나사헤드(31)가 와이어 결찰 슬롯(231)의 상면의 적어도 일부를 가린다. 이에 의해 와이어 결찰 슬롯(231)에 와이어를 삽입한 다음 고정나사(30)를 지그 베이스(10)의 내측 체결공(11)에 체결했을 때, 와이어가 외부로 빠지지 않도록 고정된다.
고정구(40)는 바람직하게는 봉 형상을 가지며, 제2 관통공(221)과 상기 외측 체결공(12)의 규격에 대응하는 직경을 갖는다. 바람직하게는 고정구(40)는 별도의 나사산이 형성되지 않으며, 제2 관통공(221) 및 상기 외측 체결공(12)에 동시에 삽입되어 지그(20)를 고정한다.
이러한 고정구(40)는 고정나사(30)와 같은 길이와 직경을 갖도록 할 수도 있으나, 바람직하게는 작업자가 손으로 잡고서 손쉽게 삽입할 수 있도록 조금 더 큰 크기를 갖는다.
도 2에 예시된 바와 같이 고정나사(30)보다 더 길고 직경 또한 더 두껍게 할 수 있다.
한편, 상기에서 살펴본 바와 같이 내측 체결공(11)들은 설측 방향으로 몰려 있으며, 외측 체결공(12)들은 협측 방향으로 배열되기 때문에 내측 체결공(11)간의 간격은 다소 좁으나, 외측 체결공(12)들 사이의 간격은 이보다 여유가 있다.
따라서, 작업의 용이성을 위하여 제2 헤드(22)의 부피를 제1 헤드(21) 보다 크게 설계할 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같이 제2 헤드(22)는 제1 헤드(21)보다 다소 부피가 크게 설계되는데, 이는 제1 헤드(21)들이 배열되는 설측에 비해 제2 헤드(22)들이 배열되는 협측의 공간이 상대적으로 여유가 있기 때문이기도 하며, 동시에 수작업으로 지그(20)의 위치를 미세하게 조정함에 있어 조작성을 우수하게 하기 위함이기도 하다.
이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 치아교정 호선 제작방법을 살펴보기로 한다.
본 발명에 의한 치아교정 호선 제작방법은 상기 살펴본 바와 같은 맞춤형 치아교정 호선 제작키트를 이용함으로써 실시될 수 있다.
도 6은 본 발명에 의한 치아교정 호선 제작방법을 시계열적으로 설명하는 플로우차트이다.
도 6에 도시된 바에 의할 때, 우선 환자의 치아구조 데이터로부터 지그 베이스(10)의 내측 체결공(11) 및 외측 체결공(12)의 쌍의 위치를 결정한다(S110).
도 7은 베이스의 체결공 위치를 결정하는 과정을 부연하는 플로우차트이다. 도 7에 도시된 바에 의할 때, S110 단계는 다음과 같은 세부 과정을 통해 처리된다.
우선, 환자의 치아 셋업모델을 제작한다(S111).
셋업모델의 제작은 맞춤형 치아 교정시에 일반적으로 행하여 지는 것으로, 환자의 상악 또는 하악 부정교합 모형의 치아를 절취하여 이상적 위치로 재배열함으로써 제작할 수 있다.
이후, 환자의 치아 셋업모델로부터 브라켓 부착위치를 확정한다(S112).
최근에는 셋업모델을 3D 데이터로 읽어 브라켓의 부착 위치를 컴퓨터 프로그램 상에서 설정하기도 한다. 브라켓 부착 위치의 확정 공정 또한 종래기술을 이용할 수 있다.
한편, 이와 같이 브라켓의 부착위치가 정해지면 브라켓의 슬롯을 잇는 라인으로부터 와이어 벤딩 위치와 각도를 결정한다(S113).
컴퓨터 프로그램을 이용하면 브라켓의 슬롯들을 잇는 라인의 좌표를 획득할 수 있으며, 환자의 구강의 상태나 치아의 위치, 크기 등을 고려하여 와이어의 벤딩 각도와 위치를 정할 수 있다.
와이어의 벤딩각도와 벤딩 위치를 설정하는 것은 컴퓨터 프로그램을 이용할 수 있으며, 본 공정 또한 종래기술을 이용할 수 있다.
그러나, 종래기술은 와이어의 벤딩각도와 위치가 정해지면 기성의 와이어를 별도의 벤딩 장비로 집어넣어 직접 벤딩하는 반면, 본 발명은 별도의 제작키트를 이용하여 위치를 잡는다.
와이어 벤딩 위치와 각도가 정해지면, 이로부터 지그(20)의 위치를 판정할 수 있다.
지그(20)의 와이어 결찰 슬롯(231)에 결찰된 와이어가 상기 결정된 벤딩 위치와 각도에 따라서 벤딩되어야 하며, 지그(20)의 와이어 결찰 슬롯(231)들이 브라켓의 슬롯들을 좌표에, 또는 지그(20)의 와이어 결찰 슬롯(231)들을 잇는 라인이 브라켓의 슬롯들을 잇는 라인과 겹치도록 되어야 하기 때문에 이로부터 지그(20)의 위치가 정해진다.
지그(20)의 위치가 정해지면, 상기 지그(20)의 제1 관통공(211) 및 제2 관통공(221)에 대응하는 위치를 각각 지그 베이스(10)의 내측 체결공(11) 및 외측 체결공(12)의 위치로 결정한다(S114).
다시 도 6으로 돌아가서, 내측 체결공(11) 및 외측 체결공(12) 쌍의 위치가 각각 정해지면, 상기 지그 베이스(10) 상의 상기 결정된 위치에 내측 체결공(11) 및 외측 체결공(12) 쌍을 천공한다(S120).
도 4의 (a)는 내측 체결공(11) 및 외측 체결공(12)이 천공되기 이전의 지그 베이스(10)의 형상을 도시하며, 도 4의 (b)는 내측 체결공(11) 및 외측 체결공(12)의 쌍이 천공되어 형성된 모습을 도시한다.
도 4의 (b)에 의할 때, 구치부 각 4개, 전치부 6개의 치아에 대응하여 도합 14쌍의 내측 체결공(11) 및 외측 체결공(12)의 쌍이 형성된 것을 확인할 수 있다.
즉, 이와 같이 내측 체결공(11) 및 외측 체결공(12)의 쌍이 준비되면, 지그(20)의 제1 관통공(211)을 상기 내측 체결공(11)에 일렬로 배열한다.
그리고, 와이어를 와이어 결찰 슬롯(231)에 결찰시키고, 고정나사(30)를 상기 제1 관통공(211)을 관통하여 상기 내측 체결공(11)에 결합시킨다.
이에 따라, 고정나사(30)의 나사헤드(31)가 와이어 상단을 덮어 고정하게 된다.
도 4의 (c)는 그 과정을 도시한다.
이러한 과정을 모든 내측 체결공(11)에 대하여 반복한다.
그 과정이 끝나면 지그 베이스(10)의 각 내측 체결공(11)에는 각각 지그(20)의 제1 헤드(21)가 나사헤드(31)에 의해 고정되며, 각 지그(20)의 와이어 결찰 슬롯(231)에 와이어가 결찰된다.
도 4의 (d)는 바로 그 상태를 도시한다.
이후, 제2 헤드(22)를 하나씩 잡고서 순차적으로 제2 관통공(221)이 외측 체결공(12)과 일렬로 배열되도록 한다. 즉, 상기 고정나사(30)를 회전축으로 하여 제2 헤드(22)를 움직여 줌으로써 위치를 조정한다.
이후, 고정구(40)를 상기 제2 관통공(221)을 관통하여 상기 외측 체결공(12)으로 삽입한다(S140).
각 지그(20)에 대하여 이러한 과정을 거치면 도 4의 (e)에 도시된 바와 같이 지그 베이스(10)에 지그(20)들이 각각 제 위치에 고정되며, 와이어는 와이어 결찰슬롯(231)들의 위치와 각도에 따라서 자연스레 벤딩된 상태로 고정된다.
이후, 지그 베이스(10)를 가열로에 인입시켜 가열한다(S150).
바람직하게는 약 500℃ 가량의 온도에서 소정 시간동안 가열해줌으로써 니티놀 재질의 와이어가 지그(20)들에 의하여 벤딩된 형상을 기억하게 된다.
도 5의 (a) 및 (b)는 가열로에 지그 베이스(10)을 집어넣어 가열하는 모습을 예시한다.
지그 베이스(10)를 가열로에서 꺼내 실온에서 냉각시킨 다음 와이어를 탈거한다(S160).
도 5의 (c)에 예시된 바와 같이 고정나사(30)들을 모두 풀고, 와이어를 탈거함으로써 맞춤형 치아교정 호선의 제작이 완료된다.
이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다. 또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.

Claims (9)

  1. 환자의 치아구조 데이터로부터 지그 베이스의 내측 체결공 및 외측 체결공의 쌍의 위치를 결정하는 단계;
    상기 지그 베이스 상의 상기 결정된 위치에 내측 체결공 및 외측 체결공 쌍을 천공하는 단계;
    지그의 제1 관통공을 상기 내측 체결공에 일렬로 배열한 다음, 와이어를 와이어 결찰 슬롯에 결찰시키고, 고정나사를 상기 제1 관통공을 관통하여 상기 내측 체결공에 결합시키되, 상기 고정나사의 나사헤드가 와이어 상단을 덮도록 결합시키는 단계;
    제2 관통공이 외측 체결공과 일렬로 배열되도록, 상기 고정나사를 회전축으로 하여 위치를 조정한 후, 고정구를 상기 제2 관통공을 관통하여 상기 외측 체결공으로 삽입하는 단계;
    상기 지그 베이스를 가열로에 인입시켜 가열하는 단계; 및
    와이어를 탈거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아교정 호선 제작방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 내측 체결공 및 외측 체결공의 쌍의 위치를 결정하는 단계는,
    환자의 치아 셋업모델을 제작하는 단계;
    환자의 치아 셋업모델로부터 브라켓 부착위치를 확정하는 단계;
    브라켓의 슬롯을 잇는 라인으로부터 와이어 벤딩 위치와 각도를 결정하는 단계; 및
    결정된 와이어 벤딩 위치와 각도에 따라 지그의 위치를 판정하고, 상기 지그의 제1 관통공 및 제2 관통공에 대응하는 위치를 각각 지그 베이스의 내측 체결공 및 외측 체결공의 위치로 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아교정 호선 제작방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 내측 체결공 및 외측 체결공 쌍을 천공하는 단계에서, 환자의 상악 또는 하악 치아 개수만큼의 내측 체결공 및 외측 체결공 쌍을 천공하며,
    상기 제2 관통공과 외측 체결공을 일렬로 배열하는 단계에서, 모든 지그들의 제1 헤드가 각각 대응하는 내측 체결공에 고정된 상태에서, 순차적으로 각 지그의 제2 헤드를 움직여 위치를 조정함으로써 제2 관통공이 외측 체결공과 일렬로 배열되도록 조정하는 것을 특징으로 하는 치아교정 호선 제작방법.
  4. 환자의 셋업 모델상 치아 위치에 각각 대응하는 내측 체결공과 외측 체결공의 쌍이 천공되어 형성된 지그 베이스;
    일측 끝단에 제1 관통공이 관통되어 형성되는 제1 헤드, 타측 끝단에 제2 관통공이 관통되어 형성되는 제2 헤드 및 상기 제1 헤드와 제2 헤드를 연결하되, 일측 상단에 와이어 결찰 슬롯이 함몰되어 형성된 바디를 갖는 지그;
    상기 제1 관통공과 상기 내측 체결공의 규격에 대응하는 고정나사;및
    상기 제2 관통공과 상기 외측 체결공의 규격에 대응하는 고정구를 구비하는 것을 특징으로 하는 맞춤형 치아교정 호선 제작키트.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 고정나사는 나사헤드의 반경이 상기 와이어 결찰 슬롯과 상기 제1 관통공의 거리보다 더 긴 규격을 가지는 것을 특징으로 하는 맞춤형 치아교정 호선 제작키트.
  6. 제4 항에 있어서,
    내측 체결공들은 환자의 셋업 모델상 설측 방향으로, 외측 체결공들은 협측 방향으로 각각 위치하며,
    상기 지그의 제1 헤드는 제2 헤드보다 부피가 작은 것을 특징으로 하는 맞춤형 치아교정 호선 제작키트.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 와이어 결찰 슬롯은 상기 제1 헤드로부터 고정나사의 나사헤드 반경 이내의 거리에 함몰되어 형성되는 것을 특징으로 하는 맞춤형 치아교정 호선 제작키트.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 와이어 결찰 슬롯은 와이어와 동일한 규격의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 맞춤형 치아교정 호선 제작키트.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 고정나사는 나사헤드의 저부에 나사산이 형성된 나사축을 가지며,
    상기 고정구는 나사산이 없는 봉 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 맞춤형 치아교정 호선 제작키트.
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