KR-102961159-B1 - Hybrid orthodontic devices manufactured by 3D printing

Abstract

본 발명의 3D 프린팅 방식으로 제조된 하이브리드 치아교정장치는 마우스피스형 투명교정장치와 전통적인 고정형 장치의 모든 장점만을 결합한 것으로, 마우스피스형이 투명교정장치에 교정용 와이어 또는 교정용 투명고무줄을 각각 추가하여 치아이동에 가장 효율적인 가벼운 힘이 지속적으로 발휘(light-continous force)되는 효과가 있어 초기 교정력이 소실되지 않고 치료단계의 목표까지 지속적으로 적용이 가능한 것이다

Inventors

• 이노범

Assignees

• 주식회사 올소비트

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20250531

Claims (6)

1. 3D 프린팅 방식에 의하여 제조되어 치아에 소정의 설계된 교정력을 부여하는 마우스피스형태의 투명교정부재(10)와, 상기 마우스피스형태의 투명교정부재(10)와 일체로 형성되어 있는 관통부(21)와 상기 마우스피스형태의 투명교정부재(10)에 약한 교정력을 지속적으로 발휘될 수 있도록 상기 관통부(21)에 설치되는 교정용 와이어(31) 또는 교정용 투명고무줄(32)로 구성하되, 상기 마우스피스형태의 투명교정부재(10)는 상악 또는 하악 중 어느 하나의 악궁에 장착하고, 상기 관통부(21)는 치아의 전치부 순면, 구치부 협면 또는 설측면 중 어느 한면에 해당하는 마우스피스형 투명교정부재(10)의 표면 또는 치간에 형성되어 있고, 상기 관통부(21)가 형성된 수직 위치는 동일하거나 또는 서로 다른 위치이며, 상기 관통부(21)들의 전체에는 교정용 와이어(31)를 설치하고, 일부 관통부(21)들에는 상기 교정용 와이어(31) 또는 교정용 투명고무줄(32) 중 어느 하나를 선택하여 추가 설치하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 치아교정장치.
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Description

3D 프린팅 방식으로 제조된 하이브리드 치아교정장치{Hybrid orthodontic devices manufactured by 3D printing} 본 발명은 3D 프린팅 방식으로 제조된 하이브리드 치아교정장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 치아들의 교정을 위하여 3D 프린팅 방식으로 제조된 온도가변형 마우스타입의 투명교정부재에 교정용 와이어 또는 교정용 투명고무줄을 복합적으로 적용한 하이브리드 치아교정장치에 관한 것이다. 일반적으로 나쁜 습관, 유전 또는 환경 등으로 인해 치아 및 구강 악안면 부위가 제자리에 바르게 자라지 못하여 악궁에 따라 각 치아가 제 기능을 발휘하지 못하거나 그로 인하여 안면의 형상이 달라지는 문제를 야기할 수 있다. 이를 위하여 치아 교정장치는 고정형 교정장치와 마우스피스형 교정장치가 사용되어 왔다. 상기 고정형 교정장치는 치아 표면에 브라켓을 부착하고, 교정용 와이어 및 고무줄을 상기 브라켓을 경유시켜 교정이 진행하는 동안 교정용 와이어 또는 고무줄의 탄력 등을 조정해 주는 방식으로 치아에 고정되어 있는 동안 교정력이 계속 작용하므로, 지속적인 교정효과를 발휘할 수 있고, 교정대상자의 협조도에 크게 영향을 받지 않으며, 정확한 치아이동 조절 가능하여 경미한 치아 배열 문제부터 복잡한 부정교합까지 교정에 대한 적용범위가 넓을 뿐만 아니라, 마우스피스형 교정장치보다 상대적으로 저렴한 비용으로 교정이 이루어 질 수 있는 장점이 있다. 그러나 상기 교정장치가 외부로 노출되고, 브라켓 또는 와이어 등의 사이에 음식물이 잔존하여 치아 관리에 상당한 주의가 필요할 뿐만 아니라, 딱딱하거나 끈적끈적한 음식을 섭취하는 경우 교정장치가 손상될 위험이 있어 음식물을 취식하는 종류가 제한되는 등의 상당한 주의가 필요하다는 단점도 존재한다. 또한 고정형 장치는 치료하는 치과의사의 숙련도에 따라 진단과 교정수행 방법에 따라 교정 결과에 있어서 많은 차이가 발생한다. 상기 고정형 교정장치에 대한 대안으로 마우스피스형의 투명교정장치가 개발되었다. 상기 마우스피스형의 투명교정장치는 수지 필름을 교정목표로 제작된 여러 단계의 석고 모형이나 3D 프린팅으로 제작된 모형에 가열 흡착시켜 제작하는 옴니백 방식과 현 치아 상태를 스캔하여 3D 데이터를 얻은 다음 이를 바탕으로 컴퓨터상에서 치료목표를 단계별로 설정을 한 후 모델을 출력하지 아니하고, 해당 교정 단계의 장치를 바로 출력하는 3D프린팅 방식으로 대별할 수 있다. 상기 마우스피스형의 투명교정장치는 투명한 소재로 제작되어 외관상 거의 눈에 띄지 않아 심미적인 만족도가 높은 점과 교정 대상자가 직접 장치를 장착 및 제거할 수 있어 식사와 양치가 편리하고, 음식물이 끼는 문제가 적고, 일반 칫솔질이 가능하여 구강 건강 유지에 유리하며, 디지털 스캔을 통해 치료 과정을 미리 계획할 수 있어 결과를 예측하기 쉬울 뿐만 아니라 금속 브라켓이나 와이어가 없어 입안이 덜 자극받으며, 통증이 상대적으로 적다는 장점이 있다. 그러나 상기 마우스타입의 투명교정장치는 심한 부정교합이나 골격성 문제를 교정하는 데에는 한계가 있으며, 정밀한 치아 이동에 한계가 있을 뿐만 아니라 투명 고분자 수지의 특성상 초기 교정력을 치아에 장착하는 동안 지속적으로 유지하기가 어렵고, 3D 프린터로 제작하는 경우 수지의 특징 중 하나인 경화수축이 발생하여 의도된 형태와 미세한 차이가 발생할 수 있는 단점도 있다. 이에 대한 대안으로 선행기술 1인 대한민국 등록특허공보 10-1510857(2015. 4. 10. 공고), 투명교정장치에는 종래 경질의 인비절라인의 문제점을 개선하고자, 교정된 후의 치열을 갖는 셋업 모델의 순측 및 설측에 각각 교정력 제공을 위한 와이어(3a, 3b)를 부착하고, 연질인 시트를 소정의 온도로 가열하여 연화시킨 후에, 상기 연질 시트를 셋업모델에 흡착 또는 가압방식으로 밀착시키면, 상기 셋업모델 형상의 투명 교정틀(1) 내부에 와이어(3a, 3b)가 매식되어 일체를 이루게 된다. 또 다른 선행기술 2로서, 대한민국 공개특허공보 10-2023-0088379(2023. 06. 19.) 치열 교정용 마우스피스 및 상기 마우스피스를 이용한 치열 교정 수단은 교정 후의 이상 치열에 교정 와이어를 배치하고 그 근방의 치아에 접하는 일부를 절결한 마우스피스를 치열 전체에 피복 고정하여, 교정 와이어의 조임 조작과 마우스피스의 교체를 실시하면서 소정의 치열에 교정하는 방식에 기재되어 있다. 또 다른 선행기술 3으로서, 대한민국 공개특허공보 10-2018-0062666(2018. 06. 11.) 혼성 치아 교정 장치 및 그 제조 방법에는 교정와이어로 이루어진 설측 교정 장치와 투명 교정 장치를 동시 또는 설측 교정장치만을 착용하는 하이브리드 치아 교정장치 및 제조 방법이 개시되어 있다. 또 다른 선행기술 4로서, 미국 공개특허공보 US 2006/0275730 A1(2006. 12. 7.) 와이어가 내장된 치아 이동용 교정기 및 방법에는 석고 치아의 표면에 하나 이상의 와이어 또는 하나 이상의 핑거 스프링을 부착하고, 열경화성 플라스틱 성형 기계 또는 동등한 압축 진공 기계에 넣어 와이어(18)가 플라스틱이 냉각될 때 열경화성 플라스틱에 의해 형성된 기기(10) 내에 형성되는 것이 개시되어 있다. 상기 선행기술 1 및 4는 교정용 와이어를 합성수지인 마우스피스형의 투명교정장치에 열을 가하여 삽입하는 방식으로서, 열압착에 의하여 투명교정장치 내측에 매입된 교정 와이어는 교정이 진행되는 도중 교체가 불가능하므로, 그에 따라 전체 교정장치를 추가로 제작하여야 한다는 점에 내포되어 있고, 교정용 와이어가 가지고 있는 고유한 힘이 치아 전체에 동일하게 작용이 되어, 치아에 따라 선택적으로 교정이 필요한 경우 적용하는 것이 어렵게되어 전체 교정이 오래 걸릴 수 있다. 또한, 선행기술 2는 치아 전체를 감싸는 마우스피스형 교정장치를 열압착에 의하에 제조한 다음 고정형 장치가 적용되는 부분을 제거하는 공정이 필요하고, 선행발명 3은 교정용 와이어를 이용하는 교정장치와 마우스피스형의 2가지 교정기가 반드시 필요하며, 선행기술 2 및 3은 공통적으로 교정용 와어어가 일부 치아에만 그대로 적용하고 있으므로 종래 고정형 교정장치가 가지고 있는 불편한 점이 그대로 포함되어 있다. 한편, 상기 치아교정장치에 강한 힘이 작용하는 경우 초기에는 치아이동이 효과적으로 보이나, 실제론 조직 괴사(necrosis)나 통증, 뿌리 흡수(root resorption) 등의 부작용과 함께 신경을 자극해 통증을 유발하지만, 가벼운 힘이 지속적으로 작용하는 경우 치아를 둘러싼 조직(치주인대, 뼈 등)에 과도한 손상 없이 서서히 반응을 유도하여 생리학적으로 안정적인 치아이동이 가능하여 환자의 불편감을 줄이고 치료 순응도를 높이는 데 도움이 될 수 있다, 그러나 마우스피스형 투명교정장치는 통상 수지로 제작되는 관계로 시간의 경과에 따라 장치가 변형되거나 의도했던 교정력이 지속적으로 발휘되지 못하는 단점이 내재가 되어 있으나, 고정식 장치에 비하여 여러 가지 장점이 있어 지속적으로 사용범위가 확대되고 있는 실정이다. 따라서, 치아의 회전, 압하, 정출, 치축의 조절 등과 같이 복잡한 교정이 필요한 경우 가벼운 힘이 지속적으로 작용하는 것이 장점인 전통적인 고정형 교정장치와 교정 대상자의 심미성과 편리성이 장점인 마우스피스형 투명교정장치를 결합한 하이브리드 치아교정장치의 개발이 필요하다. 도 1은 본 발명의 하이브리드 치아교정장치의 표면에 관통부(21)가 형성된 사시도이다. 도 2는 본 발명의 마우스피스형 투명교정부재(10)의 관통부(21)에 교정용 와이어(31)가 설치된 사시도이다. 도 3은 본 발명의 하이브리드 치아교정장치의 내부 외측면에 관통공(22)이 형성된 사시도이다. 도 4는 본 발명의 하이브리드 치아교정장치의 치간을 폐쇄하는 실시예를 나타난 모식도이다. 도 5는 본 발명의 하이브리드 치아교정장치의 치간을 확장하는 실시예를 나타난 모식도이다. 도 6은 본 발명의 하이브리드 치아교정장치의 정출 및 함입교정의 실시예를 나타난 모식도이다. 이하에서 본 발명의 3D 프린팅 방식으로 제조된 하이브리드 치아교정장치에 대하여 이 분야의 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있도록 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 한편, "형성"은 일체로 제작된 것을 의미하며, "결합 또는 설치"는 각각의 부재를 각각 준비한 다음 일체화시키는 단계가 수반된 것을 의미한다. 도 1은 본 발명의 하이브리드 치아교정장치의 표면에 관통부(21)가 형성된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 마우스피스형 투명교정부재(10)의 관통부(21)에 교정용 와이어(31)가 설치된 사시도이고, 도 3은 본 발명의 하이브리드 치아교정장치의 내부 외측면에 관통공(22)이 형성된 사시도이며, 도 4는 본 발명의 하이브리드 치아교정장치의 치간을 폐쇄하는 실시예를 나타난 모식도이고, 도 5는 본 발명의 하이브리드 치아교정장치의 치간을 확장하는 실시예를 나타난 모식도이며, 도 6은 본 발명의 하이브리드 치아교정장치의 정출 및 함입교정의 실시예를 나타난 모식도이다. 상기 본 발명의 하이브리드 타입의 마우스피스형 투명교정장치는 치아에 소정의 설계된 교정력을 치아에 부여하는 투명교정부재와, 상기 투명교정부재에 약한 교정력을 지속적으로 발휘될 수 있도록 교정력을 부가하는 장력부재를 결합할 수 있는 커넥터부재로 구성될 수 있다. 상기 투명교정부재는 치아의 표면을 감싸는 마우스피스형 투명교정부재(10)일 수 있다, 상기 장력부재는 교정용 와이어(31) 또는 교정용 투명고무줄(32)일 수 있다. 상기 커넥터부재는 미리 선택된 장력부재를 쉽게 설치 제거가 가능하도록 관통부(21) 또는 관통공(22) 형상일 수 있다. 상기 관통부(21)는 치아의 전치부 순면, 구치부 협면 또는 설측면 중 어느 한면에 해당하는 마우스피스형 투명교정부재(10)의 표면에 형성될 수 있다. 또한, 상기 관통부(21)는 치아의 전치부 순면, 구치부 협면 또는 설측면 중 어느 한면에 해당하는 마우스피스형 투명교정부재(10)의 치간에 형성될 수 있다. 또한, 상기 관통부(21)는 상기 표면 또는 치간의 전체 또는 일부에 형성될 수 있다. 상기, 표면 또는 치간의 일부에 형성된 관통부(21