KR100415779B1 - 치과용 유리주 및 지지주의 제조에 있어서의 신규한 유리 - Google Patents
치과용 유리주 및 지지주의 제조에 있어서의 신규한 유리 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 치과용 유리주 및 지지주의 제조에 있어서의 신규한 유리 조성물의 용도 및 유리주의 제조방법에 관한 것이다. 유리 재료는 고 농도의 삼산화붕소를 함유하므로, 알칼리 산화물의 농도를 감소시킬 수 있다. 이렇게 하여 얻은 치과용 유리주는 생물학적 적합성을 지니고 치과용 가공 의치의 제조시, 가장 바람직하게는 상기 가공 의치의 지지체로서 제공되는 후부 치아가 빠졌을 때에 사용될 수 있다.
Description
빠진 치아로 인해, 완전한 치열 고정 및 씹기의 조화 상태가 방해된다. 이러한 현상을 방치하면, 심신 조화에 강력하게 영향을 미친다. 어금니가 빠지는 것은 매우 빈번한데, 이는 초기에 가공 의치를 삽입하여 대체될 수 있다. 그러나, 열 단부(row end)를 지지하는 후부 치아가 빠지면, 고정된 가공 의치를 끼워 넣는 것이 방해될 수 있다. 이러한 문제는 제거가능한 보철에 의해서만 해결될 수 있다. 가공 의치의 결핍으로 인한 불충분한 씹기 때문에, 위 및 장 기능에 악영향을 미칠 수 있다. 얼굴의 심미적 용모도 변화되어, 정신 질환의 원인이 될 수 있다.
치아를 교체하기 위한 각종 방법이 공지되어 있는데, 그 중에서도 특히 단부가 고정되거나 고정되지 않은 특수 가공 의치를 제공하는 방법으로, 이는 당해 기술분야에 공지되어 있는 문제를 일으킬 수 있다.
1994년 11월 1일자로 특허 허여된 헝가리 특허 제210,237호는 유리제잔근(stump)을 갖는 금속제 가공 의치로 빠진 후부 치아를 교체하는 방법 및 상기 금속제 가공 의치의 제조방법에 관한 것이다. 상기 특허의 가공 의치는 종래의 금속제 가공 의치 보디 및 테이퍼 단부를 갖는 금속제 가공 의치 보디에 부착된 하나 이상의 유리제 잔근을 구비한다. 상기 특허의 핵심은 금속제 가공 의치를 지지하는 유리제 잔근이 용융 유리로 형성되어, 치아 안상(saddle)의 형상과 맞춰지며, 유리제 잔근, 또는 여러 가지 유리제 잔근인 경우에는 유리제 잔근 중 하나 이상이 금속제 가공 의치의 터미널 백 엘리먼트에 고정된다는데 있다. 금속제 가공 의치를 제조할 때에, 용융 유리 바는 종래의 방법에 의해 제작된 모델의 적정 위치에 프레스된 다음, 안상의 형상에 일치하는 유리 몰드를 서서히 냉각시키고, 냉각후에 잇몸 반대측부는 연마되어 절단되고, 유리제 잔근은 일시적으로 모델 상에 고정되어 미리 제조된 금속제 가공 의치에 고정된다. 1936년도에 이미 독일 치과의사에 의해 유리 항아리로 제조된 유리제 잔근은 상술한 것과 유사하나, 용융시키는 것 대신에 연마에 의해서만 형성된다는 것이다.
상술한 헝가리 특허에 따르면, 유리 바는 524∼526℃의 온도에서 적절히 용융된다. 상기 특허에 개시된 적절한 유리 조성물은 SiO273.0%, B2O3/As2O3/Al2O37.0%, MgO 2.5∼5% 및 ZnO/BaO/PbO/Fe2O3/Na2O/K2O 잔여부로 이루어져 있다.
단부가 고정되어 있지 않은 특수 가공 의치의 내구성은 잇몸의 형상과 일치하는 지지주(아마도 지지주들)를 사용함으로써 실제로 증가될 수 있다. 원형 또는 타원형 단면 형상의 고정 엘리먼트의 적부에 대하여 다수의 요건이 설정될 수 있다. 가장 중요한 요건은 다음과 같다.
a) 씹기로 인한 변형을 견뎌내는 적절한 강성, 입에서 일어나는 화학반응에 대한 장기 저항성,
b) 인체에 사용되는 경우의 장기 조직 내성 및 불활성,
c) 치과 시험조건에서 사용되는 적절한 연화성, 이로 인해 이의 구조체가 불활성인 채로 존재하고 이의 강성이 씹기 하중하에서도 유지되도록 가소성을 지녀야 한다.
경험에 따르면, 특히 무기 유리는 이들 요건을 충족시킨다. 그러나, 이들 조성으로 인해, 대부분의 상기 요건을 충족시키지 않기 때문에, 치과용으로 적합하지 않다. 몇몇 다른 유리가 절충에 의해서만 사용될 수 있다. 따라서, 상술한 사용조건을 가장 적절하게 충족시키는 특수 조성 유리를 제공하는 것이 필요하다.
본 발명은 치과용 유리주 및 지지주의 제조에 있어서의 신규한 유리 조성물의 용도 및 유리주의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 지지주를 제조하는데 사용되는 예비형성된 유리주 제품의 제조방법을 도시하는 도면,
도 2는 예비형성된 제품과, 유리주를 투입할 시에 사용되는 특수 공구(피팅 공구)에 대한 단면도,
도 3은 잇몸의 형태에 따라 형상을 취한 잇몸에 배치된 지지주의 단면도.
본 발명의 목적은 이와 같은 특수 조성 유리를 제공하는데 있다.
가공 의치의 자유단의 지지체로서 제공된 소위 지지주는 종래의 고정된 가공 의치와 비교하여 응력의 변화 분포를 고려한 경우에도 씹는 동안에 발생되는 통상 공지된 고 압축력 및 전단력을 견뎌내는 상당한 기계적 저항성을 가져야 한다. 변형되지 않는 실리케이트 유리는 상기 용도에 적합한 것으로 여겨지고, 이의 탄성계수는 통상 500∼800 mPa의 범위이며, 압축강도는 종래의 플라스틱 재료와 비교하여 높다.
상기 유리의 모스 경도 5∼7는 음식물에 의해 긁혀지지 않는 지지주를 형성하기에 충분히 높다. 즉, 표면의 미세한 긁힘은 파손에 있어서 중요한 역할을 한다. 또한, 표면의 미세한 긁힘으로 인해 기계적 성질도 저하된다. 이러한 유리는 본 발명의 출원에 있어서 명백히 치아만큼 강한 부식에 노출되지 않지만 고 내마모성을 나타낸다.
유리의 열전도도 및 전기전도도는 낮다. 유리가 입안에서 갈바니 전지를 형성하여, 다른 금속로 이루어진 입안에 박아 넣은 부품의 부식을 촉진시킬 위험은 없다.
바람직하게는 삽입되는 구조재는 내약품성을 지녀야 한다. 실리케이트 유리는 통상 이러한 요건을 충족시킨다. 그러나, 유리와, 유리와 접촉하는 용액(예: 타액) 사이의 동시반응이 고려되어야 한다. 이러한 반응은 상호 작용하는 2개의 공정에서 기본적으로 분리될 수 있다. 제 1 공정의 결과, 수소 이온은 용액으로부터 유리면으로 이동되고, 유리 내부에서의 느린 확산에 의해 관통된다. 동시에, 알칼리성 이온, 특히 나트륨 이온은 수소 이온과 동일량으로 용액으로 이동된다. 이러한 부분 공정에 의해 용액이 알칼리성을 지니게 된다. 제 2 공정에 의해, 유리를 구성하는 모든 원소가 용액 중으로 들어가는 동안에 유리의 중합 구조체가 느리게 분해된다. 두 공정은 표준 보디 온도에서 통상 느리게 일어나지만, 속도는 유리 조성에 따라 크게 변화할 수 있다. 불리한 경우에는 pH의 실질적인 부분 증가 및/또는 유기체에 유해한 독성 물질의 용해가 고려되어야 한다.
구조재의 선정 및 이용기술의 단순화는 또한 중요한 요소로서, 즉 지지주는 형성되어, 용이하게 단시간내에 통상적인 치과 기공 시험실에서 가공 의치에 고정된다. 이러한 관점에서, 치과용 유리주가 특히 유리하다. 본 발명의 유리주는 단지 적정 온도까지 가열된 다음, 바람직하게는 이 용도로 설계된 공구를 이용하여 경고(plaster) 모델의 적정 위치에 프레스되며, 불리한 응력을 피하도록 규칙적으로 냉각된다. 상술한 헝가리 특허는 상기 요건을 모두 충족시키지 못한다.
본 발명은 첨부도면과 관련하여 하기에서 더욱 설명될 것이다.
본 발명의 목적은 모든 제품 부분의 물리적 및 화학적 특성이 상기 주요건을 충족시킬 수 있도록 시판용으로도 제조될 수 있는 충분한 생물학적 적합성을 지닌 재료를 제공하는데 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라 하기 조성을 갖는 유리 조성물에 의해 달성된다.
실리카 SiO270∼75중량%
삼산화붕소 B2O312∼18중량%
산화나트륨 Na2O 4∼8중량%
산화칼륨 K2O 0.5∼2.0중량%
산화알루미늄 Al2O30.8∼2중량%
상기 재료의 물리적 특성은 다음과 같다.
유리 재료는 1560∼1600℃의 노에서 용융된다.
작업 온도: 1400℃
선팽창계수: 4∼4.2·10-6K-1
압축강도: 120∼150 mPa
내산도: 가수분해 클래스 Ⅰ
내염기도: 가수분해 클래스 Ⅱ
조성물을 조사할 때에, 주성분이외에도 수반되는 불순물(Zn 0.01중량% 및 MgO 0.006중량%)로서 극소량의 아연 및 마그네슘을 포함할 수 있으나, 이들은 불활성을 나타내므로 자극 및 건강 손상을 가져올 수 없다. 상기 조성물은 건강에 유해한 납 또는 바륨을 함유하지 않는다.
연화온도는 치과 기공 시험실에서 이용할 수 있는 열원에 의해 재료를 제조할 수 있도록 충분히 낮다. 이러한 이점은 고 붕산염 농도로 인한 것으로, 다른 필수적인 고 알칼리 농도를 감소시킬 수 있다. 산화나트륨 농도를 감소시키면, 유리의 내약품성에 매우 유리하게 영향을 미친다. 한편, 유기체에 있어서의 부식에 의한 유리를 통과하는 재료의 양이 작기 때문에, 무시해도 좋은 양의 용해 성분이 무독성이어도 알칼리 농도가 낮은 것이 유리하다. 다른 한편, 저 나트륨 농도로 인해, 부식에 의해 잇몸 가까이의 pH 값이 절대 증가되지 않는다.
본 발명의 또 하나의 목적은 상기 유리 조성물로 이루어지고, 바람직하게는 치과 기공에 적합한 사용 가능 형태를 나타내는 유리주이다.
상술한 헝가리 특허에 개시된 방법에 따르면, 유리제 잔근은 모델 상에 유리 바를 프레스함으로써 형성된다. 유리 바는 비교적 큰 길이로 용융되어야 하고, 이를 모델 상에서 프레스하는 동안에 용융된 잔근은 유리 바의 종축으로 변형되려는 경향이 있다. 따라서, 상기 방법은 복잡하고, 적당한 기술없이는 고 불합격률을 가져올 위험이 있다.
재료 조성 및 이 조성으로 인한 본 발명의 유리의 물리적 및 화학적 특성은 일정하므로, 용이하게 취급할 수 있다. 본 발명의 유리를 제조하여 사용하기 위한 바람직한 방법은 하기에 더욱 더 상세히 설명될 것이다.
유리는 상기 용도로 구조되어 유지되는 노에서 적당하게 1580∼1600℃에서 상술한 조성을 갖는 원료로부터 용융된(다른 용도로 사용되는 노의 경우에는, 용융 포트의 벽에 잔존하는 성분들이 바람직하지 않은 오염물을 생성할 수 있으므로, 제거되는 것이 바람직하다.) 다음, 4㎜ 두께의 유리 바를 드로잉한다. 유리 바는 가열 유리가 재료 조성에 따라 상이한 방식으로 외부 온도에 반응을 나타내기 때문에 제어 냉각에 의해 냉각하여 불리한 응력을 피한다. 본 발명의 유리에 있어서, 불리한 응력은 급냉시에 발생되므로, 450℃ 미만으로 냉각될 때까지 제어된 냉각 온도가 원료에 사용되어야 한다.
그리하여 제조된 바는 주(pillars) 제조용 원료를 구성한다. 주 제조에 사용되는 도구로는 산소/프로판 가스 가열 버너, 도 1에 도시된 바와 같은 주 형상을 갖춘 프레스 몰드, 펜치(pincers) 및 기술에 따른 완제품을 냉각하기 위한 열처리실 또는 단열매트를 들 수 있다.
바람직한 주 제조방법은 다음과 같다. 미리 제조된 유리 바를 가열 버너로 900∼1200℃로 가열하고, 600∼700℃로 예비가열된 프레스 몰드의 형태로 프레스하며, 분리형 버너로 600∼700℃로 일정하게 유지시킨다. 프레스 몰드는 고온에서는 재료가 공구에 들러 붙을 수 있고 저온에서는 제품이 너무 급속히 냉각되어 해로운 응력을 일으킬 수 있기 때문에 이 온도에서 유지되는 것이 바람직하다. 유리를 프레스 몰드의 형상에 맞춘 후에(약 1초), 불꽃에 의해 바와 분리시켜, 주를 돌출형 맨드릴에 의해 프레스 몰드에서 회수하여 열처리실에 두어, 서서히 실온으로 냉각시킨다.
이어서, 분리위치에 형성된 볼록면을 다이아몬드 디스크에 의해 종축과 수직직인 방향으로 연마하여, 치과 기공사의 후속 작업을 향상시킨다.
이렇게 하여 얻은 주는 시판될 수 있거나 직접 사용될 수 있다.
지지주를 제조하기 위한 치과 기공사에 의한 용법은 다음과 같이 달성된다.
유리주를 도 2의 클램프에 놓고서, 재료가 연화되어 변형될 수 있을 때까지 백열, 약 900∼1200℃의 온도로 산소/프로판으로 가열한다.
연화재료는 준비된 경고 모델상에 나타낸 위치로 웨브에 직교하는 방향으로 향한 고정된 이동에 의해 프레스되고, 이어서 그 표면은 단시간에 불꽃에 계속 두어 반복가열된 다음, 상술한 방법으로 제조된 지지주가 적어도 450℃ 미만에서 한 덩어리로 일단계에서 균일하게 냉각시키는 세라믹 매트에 투입되어 이것으로 커버됨으로써, 프레스면의 해로운 응력을 피할 수 있다.
프레스면과 대향하는 지지주의 단부는 현재 유리 공업에서 사용되는 다이아몬드 커터 및 다이아몬도 그라인더에 의해 가공 의치에 삽입하는 요건에 부합되게 형성된다. 이렇게 제조된 지지주는 모델 상의 기둥 치아에 일치하게 처리되고 시멘트 본드에 의해 완성된 가공 의치에 고정된다.
본 발명의 유리로부터 제조된 지지주 및/또는 본 발명의 지지주는 주기적인 매크로 조사, X선 컨트롤을 행하고, 가능하다면 고정된 후에 제거되는 가공 의치를 조사하여 약 150명의 환자에게 사용되었다. 지지주 아래의 환경에서도 주변 환경에서도 병리상 변화가 관찰되지 않았다. 가공 전후에 취한 X선 파노라마 사진을 비교해 보면, 지지주 아래와 최종 기둥 치아 아래의 골격 윤곽은 동일하다.
Claims (5)
- 하기 조성을 갖는 치과 기공용 유리 조성물.실리카 SiO270∼75중량%삼산화붕소 B2O312∼18중량%산화나트륨 Na2O 4∼8중량%산화칼륨 K2O 0.5∼2.0중량%, 및산화알루미늄 Al2O30.8∼2중량%
- 제 1 항의 유리 조성물로 제조되는 것을 특징으로 하는 생물학적 적합성을 지닌 치과용 지지주를 제공하기에 적합한 유리주.
- 유리 조성물을 900∼1200℃로 가열하고, 프레스 몰드의 형상으로 프레스한 다음, 일단계에서 연속적으로 실온으로 냉각시키는 것을 특징으로 하는 제 2항의 유리주의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 금속 또는 다른 재료로 제조된 노출되지 않거나 노출된 가공 의치용 지지주의 제조시에 사용되는 것을 특징으로 하는 유리 조성물.
- 제 2 항에 있어서, 금속 또는 다른 재료로 제조된 노출되지 않거나 노출된 가공 의치용 지지주의 제조시에 사용되는 것을 특징으로 하는 유리주.
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