KR101931148B1 - 인공치아 보철물 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일면은 외측으로 확장된 원뿔형 연결대(1a)가 마련된 어버트먼트(1)와 상호 억지끼움으로 결합되는 인공치아 보철물에 관한 것으로, 상실된 치아에 대응하는 형상을 가진 몸체(10)와, 위 몸체(10)의 중앙으로 어버트먼트(1)와 체결을 유도하도록 관통된 나사홀(20)과, 위 몸체(10)의 저부에 나사홀(20)과 연통되며 위 연결대(1a)에 삽입으로 결합되는 장착홀(30)로 이루어지고, 위 장착홀(30)은 연결대(1a)와 억지끼움으로 결합되는 끼움구간(31)과, 위 연결대(1a)를 중심선상으로 정렬되도록 안내하며 결합 과정에서 변형에 의한 파단을 예방하도록 하향으로 경사진 확장구간(35)으로 구획 편성된다.

Description

인공치아 보철물 및 이를 제조하는 방법{Artificial dental prosthesis and method for manufacturing the same}

본 발명은 외측으로 확장된 원뿔형 연결대가 마련된 어버트먼트와 상호 억지끼움으로 결합되는 인공치아 보철물과 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 어버트먼트와 결합되는 장착홀을 가공 오차에도 변형에 의한 파단을 예방할 수 있도록 구현함과 함께 장착홀의 가공성 향상과 오차를 최소화 할 수 있는 과정으로 제작하여 전반적인 조립성과 정밀성을 확보할 수 있는 인공치아 보철물 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

통상, 임플란트는 시술 후 인공 치아가 완성되면 자연 치아와 유사한 충분한 강도와 심미성을 얻을 수 있으므로 근래에 들어 널리 사용되고 있다. 이러한 임플란트는 치조골에 식립 고정되는 픽스처(fixture)와, 픽스처와 보철물을 연결하는 어버트먼트(abutment)와, 보철물의 외형을 이루는 크라운(crown)으로 구성될 수 있다.

여기서 어버트먼트는 보철물을 통해 인가된 하중을 픽스처를 통해 턱뼈로 전달하는 역할을 한다. 이를 위하여 어버트먼트를 가공할 때에는 보철물의 크기, 형상 및 모양을 고려하여야 하며, 이외에도 주변치아 및 대합치(윗니 또는 아랫니)와의 교합, 잇몸의 상태 및 잇몸 라인을 모두 반영하여야 한다. 따라서 어버트먼트는 환자의 개별적 특성을 고려하여 CAD/CAM 시스템을 통해 맞춤형으로 제작되고 있다.

한편, 어버트먼트는 보철물과 일체화함에 있어 본딩 처리에 의존하고 있으므로 사후 보정이 요구될 경우 탈착이 불가능한 치명적인 문제점을 내포한다. 즉, 보철물을 식립 한 후 각도 내지 형상, 타 치아 대비 높이 적정 여부를 검수하게 되고, 검수 결과에 따라 보철물의 보정 여부가 결정된다. 만일, 보정이 요구되면 보철물의 수정을 위해 결합된 어버트먼트로부터 분리해야 함에도 본딩 결합으로 인해 분리가 불가한 실정이다.

이를 해결하기 위한 방안으로 대한민국 등록특허공보 제10-1768410호 (발명의 명칭: 부 보철물의 보정을 가능하게 하는 탈·부착형 락킹 링크 및 이를 이용한 상부 보철물 조립방법)을 제안하고 있다. 제안된 문헌에 따르면, 결합부(110)는 하단에서 상단에 이르는 경로를 경사면으로 형성하여 하단에 비해 상단이 확장된 사이즈로 이루어짐에 따라 상부 보철물(10)의 인입홀(11) 내경에서 억지 끼움이 유지될 수 있게 한다. 즉, 결합부(110)는 상부 보철물(10)의 인입홀(11) 내경(D')에 비해 0.01~0.1% 확장 형성된 외경(D)으로 구성하고 있다.

따라서 상부 보철물과의 결합을 유도함에 있어 별도의 수단이나 기구 없이도 억지 끼움에 의한 가압력만으로 확실한 끼움 결속이 유도될 뿐 아니라 임플란트와 상부 보철물의 상호 결합 내지 분리를 실행하는 소정의 조립수단으로 하여금 락킹 링크 또한 상부 보철물로부터 손쉽게 분리되게 함으로써 보다 광범위한 사용을 가능하게 하는 이점이 있다.

그러나 지르코니아 세라믹 보철물(2)의 경우엔, 도 1처럼 가공 이후 소결에 의한 수축률로 인해 ±0.04mm 오차가 발생하기 때문에 장착홀(3)를 어버트먼트의 연결대(1a) 보다 정밀하게 확장 형성하기가 사실상 불가능하다. 따라서 어버트먼트와 억지끼움 과정에서 도 2와 같이 보철물(2)의 장착홀(3)이 급격한 변형으로 파절하게 되는 심각한 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1768410호 (발명의 명칭: 부 보철물의 보정을 가능하게 하는 탈·부착형 락킹 링크 및 이를 이용한 상부 보철물 조립방법)

본 발명은 위의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 어버트먼트와 결합되는 장착홀을 억지끼움으로 결합되는 구간과, 변형에 의한 파단을 예방하는 구간으로 분할 구성하는 것은 물론, 장착홀의 가공성 향상과 오차를 최소화 할 수 있는 과정으로 제작하여 전반적인 조립성과 정밀성을 확보할 수 있는 인공치아 보철물 및 이를 제조하는 방법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

위의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일면에서 제안하는 인공치아 보철물의 구성은 다음과 같다.

위 인공치아 보철물은 외측으로 확장된 원뿔형 연결대가 마련된 어버트먼트와 상호 억지끼움으로 결합되는 인공치아 보철물에 있어서: 상실된 치아에 대응하는 형상을 가진 몸체와, 위 몸체의 중앙으로 어버트먼트와 체결을 유도하도록 관통된 나사홀과, 위 몸체의 저부에 나사홀과 연통되며 위 연결대에 삽입으로 결합되는 장착홀로 이루어지고, 위 장착홀은 연결대와 억지끼움으로 결합되는 끼움구간과, 위 연결대를 중심선상으로 정렬되도록 안내하며 결합 과정에서 변형에 의한 파단을 예방하도록 하향으로 경사진 확장구간으로 구획 편성된 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 위 장착홀은 연결대의 삽입으로 상호 맞물리는 총 결합구간 중 상측에서 하측으로 50~60%에 해당하는 부위를 분할기점으로 설정하고, 설정된 분할기점의 상·하측으로 끼움구간과 확장구간으로 각각 구획 편성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 위 끼움구간은 확장이 시작되는 연결대의 최소 직경 보다 크고, 확장이 마감되는 연결대의 최대 직경 보다 작은 직경으로 수직하게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 위 확장구간은 결합구간에 따라 설정된 분할기점에서 저부에 마감되는 수평면까지 연결대의 확장 각도 보다 큰 각도로 경사지게 구성하되, 위 확장구간의 중간기점을 확장이 마감되는 연결대의 최대 직경과 동일선상에 위치되도록 형성한 것을 특징으로 한다.

위의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 다른 일면에서 제안하는 인공치아 보철물의 제조방법의 구성은 다음과 같다.

위 인공치아 보철물의 제조방법은 외측으로 확장된 원뿔형 연결대가 마련된 어버트먼트와 상호 억지끼움으로 결합되는 인공치아 보철물을 제조하는 방법에 있어서: 적어도 지르코늄 화합물을 가압하여 블록으로 성형하는 소재준비단계; 성형된 블록을 800 내지 1300℃로 30 내지 120분간 1차 소결하는 예비소결단계; 1차 소결된 블록을 상실된 치아에 대응하는 형상을 가진 몸체와, 위 몸체의 중앙으로 어버트먼트와 체결을 유도하도록 관통된 나사홀과, 위 몸체의 저부에 나사홀과 연통되며 위 연결대에 삽입으로 결합되는 장착홀을 가공하여 가 보철물을 성형하는 절삭성형단계; 성형된 가 보철물을 1400 내지 1500℃로 100~150분간 2차 소결하여 보철물을 완성하는 치밀소결단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 위 절삭성형단계는 장착홀을 연결대와 억지끼움으로 결합되는 끼움구간과, 위 연결대를 중심선상으로 정렬되도록 안내하며 결합 과정에서 변형에 의한 파단을 예방하도록 하향으로 경사진 확장구간으로 구획 편성하되, 위 장착홀은 연결대의 삽입으로 상호 맞물리는 총 결합구간 중 상측에서 하측으로 50~60%에 해당하는 부위를 분할기점으로 설정하고, 설정된 분할기점의 상·하측으로 끼움구간과 확장구간으로 각각 구획 편성하며, 위 끼움구간은 확장이 시작되는 연결대의 최소 직경 보다 크고, 확장이 마감되는 연결대의 최대 직경 보다 작은 직경으로 수직하게 형성하고, 위 확장구간은 결합구간에 따라 설정된 분할기점에서 저부에 마감되는 수평면까지 연결대의 확장 각도 보다 큰 각도로 경사지게 구성하는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 어버트먼트와 결합되는 장착홀을 억지끼움으로 결합되는 끼움구간과, 어버트먼트를 중심선상으로 정렬되도록 안내하며 결합 과정에서 변형에 의한 파단을 예방하는 확장구간으로 구획 편성하는 것은 물론, 보철물을 이루는 지르코니아 세라믹 블록을 낮은 온도에서 1차 예비 소결한 상태에서 형상을 가공 한 이후 2차 완전 소결하는 과정으로 제작하여 가공성의 향상과 오차를 최소화 하여 전반적인 조립성과 정밀성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1 및 도 2는 종래의 보철물과 어버트먼트와의 결합관계를 나타내는 단면도.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 보철물과 어버트먼트와의 결합관계를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 보철물의 제조방법을 전체적으로 나타내는 순서도.

이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명의 일면은 외측으로 확장된 원뿔형 연결대(1a)가 마련된 어버트먼트(1)와 상호 억지끼움으로 결합되는 인공치아 보철물에 관련되며, 도 3처럼 상실된 치아에 대응하는 형상을 가진 몸체(10)와, 몸체(10)의 중앙으로 어버트먼트(1)와 체결을 유도하도록 관통된 나사홀(20)과, 몸체(10)의 저부에 나사홀(20)과 연통되며 연결대(1a)에 삽입으로 결합되는 장착홀(30)을 주요 구성으로 하는 인공치아 보철물이다.

여기서 장착홀(30)은 도 4처럼 수직하는 끼움구간(31)과 경사진 확장구간(35)으로 구획 편성된다. 즉, 끼움구간(31)은 연결대(1a)가 억지끼움으로 결합되는 부위이고, 확장구간(35)은 연결대(1a)를 중심선상으로 자동 정렬되도록 안내하며 결합되는 과정에서 변형에 의한 파단을 예방하는 부위이다.

이러한 장착홀(30)은 연결대(1a)의 삽입으로 상호 맞물리는 총 결합구간 중 상측에서 하측으로 50~60%에 해당하는 부위를 분할기점(P1)으로 설정하고, 설정된 분할기점(P1)의 상·하측으로 끼움구간(31)과 확장구간(35)으로 각각 구획 편성된다. 여기서 장착홀(30)의 깊이는 연결대(1a)의 높이와 동일 또는 크게 형성된다.

예컨대 연결대(1a)의 높이가 1.2mm라면, 장착홀(30)의 깊이는 1.2mm 이상으로 형성됨에 따라 실제 맞물리는 결합구간도 1.2mm를 가진다. 여기서 결합구간이 1.2mm인 상태에서 끼움구간(31)을 0.3 내지 0.5mm의 깊이로 형성한다면, 양자 간 충분한 결합력을 발휘할 수가 없다.

반대로 끼움구간(31)을 0.72 내지 0.9mm의 깊이로 형성한다면, 좁은 확장구간(35)으로 인해 결합 과정에서 변형률이 높아져 파절이 발생하게 되는 문제가 있다. 따라서 끼움구간(31)은 총 결합구간 중 상측에서 하측으로 50~60%에 해당하는 부위를 분할기점(P1)으로 0.6mm 내지 0.72mm 깊이로 형성하는 것이 바람직하다.

이때, 끼움구간(31)은 확장이 시작되는 연결대(1a)의 최소 직경(D1) 보다 크고, 확장이 마감되는 연결대(1a)의 최대 직경(D2) 보다 작은 직경(D3)으로 수직하게 형성된다. 예컨대 연결대(1a)의 최소 직경(D1)이 2.62mm이고, 최대 직경(D2)이 2.72mm로 형성된다면, 끼움구간(31)의 직경(D3)은 2.63~2.71mm 범위에서 형성되어야 한다.

즉, 끼움구간(31)의 직경(D3)을 2.63mm 이하로 형성하면 억지끼움에 의한 심각한 변형을 초래하여 파절을 유발하고, 2.71mm 이상으로 형성하면 충분한 결합력을 발휘하지 못한다. 따라서 끼움구간(31)의 직경(D3)은 충분한 결합력을 가지면서도 변형은 최소화할 수 있는 중간 값인 2.67mm로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 확장구간(35)은 결합구간에 따라 설정된 분할기점(P1)에서 저부에 마감되는 수평면까지 연결대(1a)의 확장 각도(A1) 보다 큰 각도(A2)로 경사지게 구성한다. 예컨대 연결대(1a)의 확장 각도(A1)가 3°를 가진다면, 확장구간(35)은 확장 각도(A1) 보다 큰 4° 이상의 경사를 가지도록 형성하는 것이 좋다.

즉, 확장구간(35)의 경사각도(A2)가 연결대(1a)의 확장 각도(A1) 보다 적은 각도나 근접한 각도를 가질수록 결합 과정에서 변형률은 높아지고, 반대로 너무 큰 각도는 결합되는 연결대(1a)를 장착홀(30)의 중심선상으로 안내하는 역할을 수행하지 못한다.

따라서 확장구간(35)의 중간기점(P2)을 확장이 마감되는 연결대(1a)의 최대 직경(D2)과 동일선상에 위치되도록 형성하는 것이 바람직하다. 만일 연결대(1a)의 최대 직경(D2)이 2.72mm라면, 분할기점(P1)에서 저부에 마감되는 수평면까지 이어지는 사선(단면기준)의 중간기점(P2)의 직경을 동일한 2.72mm로 형성한다.

그러면 앞서 언급한 것처럼 연결대(1a)의 최대 직경(D2) 보다 작은 분할기점(P1)과 중간기점(P2)은 변형률의 최소와 함께 안내역할을 동시에 겸비할 수 있는 확장구간(35)의 각도(5°)를 자동으로 도출할 수가 있다.

이와 같은 조건으로 형성된 장착홀(30)과 어버트먼트(1)의 연결대(1a)의 결합 과정을 살펴보면, 도 5처럼 연결대(1a)가 최초 확장구간(35)에 맞물리며 중심선상으로 정렬되고, 중간기점(P2)부터 억지끼움이 시작되면서 끼움구간(31)까지 결합된다. 따라서 보철물에서 취성이 가장 약한 부위에서 벗어난 부위부터 억지끼움이 유발되게 유도함으로써 전반적인 조립성과 정밀성을 확보할 수가 있다.

이하, 본 발명의 인공치아 보철물이 가지는 효과를 입증하기 위해 아래의 실험을 토대로 분석해 보았다.

-실험방법-

수직하는 끼움구간과, 하향으로 경사진 확장구간으로 구획 편성된 장착홀과, 수직하는 끼움구간으로만 이루어진 장착홀의 효과를 알아보기 위해 유한요소법(FEA)을 통하여 응력과 변형률을 분석하였다.

실험에서 사용되는 툴은 Solidwoks 2018 Simulation이며, 아래와 같이 라이브러리를 통해 억지끼움으로 결합을 유도하도록 외측으로 확장된 원뿔형 연결대가 마련된 어버트먼트를 솔리드 기반으로 모델링하였다.

-시편제작-

실험에서 사용되는 보철물은 아래의 표 1과 같이 끼움구간(31)과 확장구간(35)으로 구획 편성된 장착홀(30)의 보철물(실험군)과, 끼움구간(31)으로만 이루어진 장착홀(30)의 보철물(대조군)로 구분해서 솔리드 기반으로 각각 모델링하였다. 여기서 실험군과 대조군의 끼움구간(31)과 확장구간(35)은 위에서 전술한 조건으로 동일하게 구성하였으며, 보철물과 어버트먼트의 물성을 아래의 표 2와 같이 적용하였다.

실험군	대조군

구 분	어버트먼트	보철물
재질	티타늄	지르코늄
항복응력	8.27371e+0.8 N/m^2	5.9e+07 N/m^2
인장응력	1.05e+09 N/m^2	3.5e+08 N/m^2
탄성계수	1.048e+11 N/m^2	9.9e+10 N/m^2
포아송비	0.31	0.34
질량밀도	4427.78 kg/m^3	6600 kg/m^3
전단계수	4.10238e+10 N/m^2	3.6e+10 N/m^2
열 팽창률	9e-06 /kelvin	1.1e-05 /kelvin

-실험조건-

아래와 같이 보철물의 장착홀(30)과 어버트먼트의 연결대(1a)를 끼워맞춤 접촉세트로 설정하고, 보철물과 어버트먼트와의 마찰계수는 0.1로 설정하였다. 그리고 어버트먼트를 고정 지오메트리로 설정하고, 보철물에 10kgf의 하중을 하측으로 부가하여 어버트먼트에 결합되도록 설정한 다음, 0.73mm 크기의 야코비언 포인트 4점 메시로 변환 후 시뮬레이션을 실시하였다.

-실험결과-

실험결과 아래의 표 3과 같이 실험군 3.190 N/m^2, 대조군 3.287 N/m^2 응력이 발생된 것으로 분석되었고, 실험군 2.373 N/m^2, 2.472 N/m^2 변형률이 발생된 것으로 분석되었다. 즉, 실험군은 끼움구간(31)과 확장구간(35)으로 분할 구성됨에 따라 억지끼움으로 인해 작용되는 응력과 변형률이 대조군에 비해 낮은 것을 파악할 수가 있다.

구분	실험군(N/m^2)	대조군(N/m^2)
응력	3.190	3.287
결과 이미지
변형률	2.373	2.472
결과 이미지

본 발명의 다른 일면은 도 3처럼 외측으로 확장된 원뿔형 연결대(1a)가 마련된 어버트먼트(1)와 상호 억지끼움으로 결합되는 인공치아 보철물을 제조하는 방법에 관련되며, 도 6처럼 소재준비단계(S10), 예비소결단계(S20), 절삭성형단계(S30), 치밀소결단계(S40)를 순차적으로 인공치아 보철물을 제조하는 방법이다.

소재준비단계(S10)는 적어도 지르코늄 화합물을 가압하여 블록으로 성형하는 과정이다. 즉, 산화지르코늄 90~97 중량%, 산화하프늄 1.0~1.5 중량%, 산화이트륨 3.0~4.0 중량%, 알루미늄 0.01~0.1 중량%, 칼륨 0.01~0.1 중량%, 게르마늄 0.01~0.1 중량%, 인듐 0.01~0.1 중량, 나머지 잔부인 착색 첨가제 0.1~0.5 중량%를 고르게 혼합한 화합물을 준비한다. 그리고 준비된 화합물을 유압 프레스에서 상하 2방향 가압 다이 플로팅 방식으로 100~130MPa의 압력으로 블록으로 성형한다.

예비소결단계(S20)는 성형된 블록을 800 내지 1300℃로 30 내지 120분간 1차 소결하는 과정이다. 바람직하게는 1000~1100℃로 60분간 소결하는 것이 좋다. 즉, 1000℃ 이하에서는 경도와 항절강도가 11~12Hs, 14~18MPa로 후속하는 절삭성형단계(S30)에서 비교적 약한 강도로 인해 공구로부터 칩 배출이 원활하지 못하여 마모를 유발하고, 1100℃ 이상에서는 경도와 항절강도가 20~26Hs, 232~424MPa로 비교적 높은 강도로 인해 공구가 쉽게 마모되는 문제가 있다. 따라서 경도와 항절강도가 16Hs, 34MPa를 가지도록 1000~1100℃로 소결하는 것이 바람직하다.

절삭성형단계(S30)는 1차 소결된 블록을 보철물의 형상으로 성형하는 과정이다. 즉, 5축 가공기를 이용하여 도 3와 같이 블록을 상실된 치아에 대응하는 형상을 가진 몸체(10)와, 몸체(10)의 중앙으로 어버트먼트(1)와 체결을 유도하도록 관통된 나사홀(20)과, 몸체(10)의 저부에 나사홀(20)과 연통되며 연결대(1a)에 삽입으로 결합되는 장착홀(30)을 가공한다.

이때, 장착홀(30)은 도 4와 같이 연결대(1a)의 삽입으로 상호 맞물리는 총 결합구간 중 상측에서 하측으로 50~60%에 해당하는 부위를 분할기점(P1)으로 설정하고, 설정된 분할기점(P1)의 상·하측으로 끼움구간(31)과 확장구간(35)으로 각각 구획 편성한다.

여기서 끼움구간(31)은 확장이 시작되는 연결대(1a)의 최소 직경(D1) 보다 크고, 확장이 마감되는 연결대(1a)의 최대 직경(D2) 보다 작은 직경(D3)으로 수직하게 형성한다. 그리고 확장구간(35)은 결합구간에 따라 설정된 분할기점(P1)에서 저부에 마감되는 수평면까지 연결대(1a)의 확장 각도(A1) 보다 큰 각도(A2)로 경사지게 구성한다.

즉, 확장구간(35)의 중간기점(P2)을 확장이 마감되는 연결대(1a)의 최대 직경(D2)과 동일선상에 위치되게 설정하면, 확장구간(35)의 경사 각도(A2)는 자동으로 도출된다. 이러한 장착홀(30)의 형상 조건에 관련해서는 전술한 것과 동일하므로 별도의 설명은 생략한다.

치밀소결단계(S40)는 성형된 가 보철물을 1400 내지 1500℃로 100~150분간 2차 소결하여 보철물을 완성하는 과정이다. 즉, 성형된 가 보철물을 1450℃로 120분간 소결시켜 완성된 보철물의 경도와 항절강도를 12~16Hs, 585~683MPa를 가지도록 한다.

이처럼 본 발명은 1차 소결된 무른 상태의 블록을 보철물의 형상으로 가공한 다음, 2차 완전 소결하는 과정을 거치기 때문에 우수한 경도와 항절강도를 가지도록 하면서도 공구에 의한 마모를 최소화하여 가공에 따른 오차를 현저히 낮출 수가 있다.

이하, 본 발명의 제조방법이 가지는 효과를 입증하기 위해 아래의 실험을 토대로 분석해 보았다.

-실험방법-

성형된 블록을 800℃, 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1300℃의 온도에서 1시간 동안 각각 예비 소결한 다음, 소결한 각각의 블록을 직경 3mm, 경사각 10°, 여유각 12°의 2날 초경솔리드 타입의 볼엔드밀을 사용하여 상향 절삭으로 보철물을 건식 성형하였다. 그리고 절삭을 수행한 공구에 대해 디지털 현미경에서 측정용 소프트웨어를 사용하여 여유면 마멸이 0.3mm에 달하는 시간을 측정하였다.

-실험결과-

1차 소결 온도 (℃)	절삭속도 (m/min)	스핀들속도 (RPM)	공구수명 (min)
800	30	5000	4
1000	30	5000	8
1100	30	5000	18
1200	30	5000	4
1300	30	5000	3

1100℃	1200℃

실험결과 표 4와 같이, 예비 소결된 블록의 건식 절삭에서 1100℃로 소결한 공구의 수명이 18분으로 가장 길었고, 다음으로 1000℃에서 소결한 공구의 수명이 8분으로 길었다.

실험결과를 비춰볼 때, 표 5와 같이 1200℃로 소결된 블록을 가공할 경우 높은 경도와 항절강도로 인해 공구의 마모율이 현저하게 높아짐에 따라 상대적으로 보철물의 오차율이 높아지게 된다.

따라서 단일의 보철물을 가공하는데 소요되는 시간을 비춰볼 때, 1100℃에서 1차 소결한 상태에서 보철물의 형상으로 가공한 이후 2차 완전 소결할 때 비로소 보철물의 정밀성도 향상할 수 있다는 것을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명은 어버트먼트와 결합되는 장착홀을 억지끼움으로 결합되는 끼움구간과, 어버트먼트를 중심선상으로 정렬되도록 안내하며 결합 과정에서 변형에 의한 파단을 예방하는 확장구간으로 구획 편성하는 것은 물론, 보철물을 이루는 지르코니아 세라믹 블록을 낮은 온도에서 1차 예비 소결한 상태에서 형상을 가공 한 이후 2차 완전 소결하는 과정으로 제작하여 가공성의 향상과 오차를 최소화 하여 전반적인 조립성과 정밀성을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

1: 어버트먼트 1a: 연결대
10: 몸체 20: 나사홀
30: 장착홀 31: 끼움구간
32: 확장구간 P1: 분할기점
P2: 중간기점
S10: 소재준비단계
S20: 예비소결단계
S30: 절삭성형단계
S40: 치밀소결단계

Claims (6)

1. 외측으로 확장된 원뿔형 연결대(1a)가 마련된 어버트먼트(1)와 상호 억지끼움으로 결합되되,
   상실된 치아에 대응하는 형상을 가진 몸체(10)와, 위 몸체(10)의 중앙으로 어버트먼트(1)와 체결을 유도하도록 관통된 나사홀(20)과, 위 몸체(10)의 저부에 나사홀(20)과 연통되며 위 연결대(1a)에 삽입으로 결합되는 장착홀(30)로 이루어지고,
   위 장착홀(30)은 연결대(1a)와 억지끼움으로 결합되는 끼움구간(31)과, 위 연결대(1a)를 중심선상으로 정렬되도록 안내하며 결합 과정에서 변형에 의한 파단을 예방하도록 하향으로 경사진 확장구간(35)으로 구획 편성되는 인공치아 보철물에 있어서;
   위 장착홀(30)은 연결대(1a)의 삽입으로 상호 맞물리는 총 결합구간 중 상측에서 하측으로 50~60%에 해당하는 부위를 분할기점(P1)으로 설정하고, 설정된 분할기점(P1)의 상·하측으로 끼움구간(31)과 확장구간(35)으로 각각 구획 편성된 것을 특징으로 하는 인공치아 보철물.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   위 끼움구간(31)은 확장이 시작되는 연결대(1a)의 최소 직경(D1) 보다 크고, 확장이 마감되는 연결대(1a)의 최대 직경(D2) 보다 작은 직경(D3)으로 수직하게 형성된 것을 특징으로 하는 인공치아 보철물.
   
4. 제3항에 있어서,
   위 확장구간(35)은 결합구간에 따라 설정된 분할기점(P1)에서 저부에 마감되는 수평면까지 연결대(1a)의 확장 각도(A1) 보다 큰 각도(A2)로 경사지게 구성하되,
   위 확장구간(35)의 중간기점(P2)을 확장이 마감되는 연결대(1a)의 최대 직경(D2)과 동일선상에 위치되도록 형성한 것을 특징으로 하는 인공치아 보철물.
   
5. 외측으로 확장된 원뿔형 연결대(1a)가 마련된 어버트먼트(1)와 상호 억지끼움으로 결합되되, 적어도 지르코늄 화합물을 가압하여 블록으로 성형하는 소재준비단계(S10); 성형된 블록을 800 내지 1300℃로 30 내지 120분간 1차 소결하는 예비소결단계(S20); 1차 소결된 블록을 상실된 치아에 대응하는 형상을 가진 몸체(10)와, 위 몸체(10)의 중앙으로 어버트먼트(1)와 체결을 유도하도록 관통된 나사홀(20)과, 위 몸체(10)의 저부에 나사홀(20)과 연통되며 위 연결대(1a)에 삽입으로 결합되는 장착홀(30)을 가공하여 가 보철물을 성형하는 절삭성형단계(S30); 성형된 가 보철물을 1400 내지 1500℃로 100~150분간 2차 소결하여 보철물을 완성하는 치밀소결단계(S40);로 이루어지는 인공치아 보철물의 제조방법에 있어서;
   위 절삭성형단계(S30)는 장착홀(30)을 연결대(1a)와 억지끼움으로 결합되는 끼움구간(31)과, 위 연결대(1a)를 중심선상으로 정렬되도록 안내하며 결합 과정에서 변형에 의한 파단을 예방하도록 하향으로 경사진 확장구간(35)으로 구획 편성하되,
   위 장착홀(30)은 연결대(1a)의 삽입으로 상호 맞물리는 총 결합구간 중 상측에서 하측으로 50~60%에 해당하는 부위를 분할기점(P1)으로 설정하고, 설정된 분할기점(P1)의 상·하측으로 끼움구간(31)과 확장구간(35)으로 각각 구획 편성하며,
   위 끼움구간(31)은 확장이 시작되는 연결대(1a)의 최소 직경(D1) 보다 크고, 확장이 마감되는 연결대(1a)의 최대 직경(D2) 보다 작은 직경(D3)으로 수직하게 형성하고,
   위 확장구간(35)은 결합구간에 따라 설정된 분할기점(P1)에서 저부에 마감되는 수평면까지 연결대(1a)의 확장 각도(A1) 보다 큰 각도(A2)로 경사지게 구성하는 것을 특징으로 하는 인공치아 보철물의 제조방법.
   
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