(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャンク部と、
前記シャンク部から一端に延長形成されて変曲部を有する作業部と、
を含み、
銀の含量が７０〜９９％である銀と銅の合金、又は銅の含量が７０〜９９％である銅及び錫の合金を含み、平均粒度が０．１〜３０μｍである金属粉末を粉末射出成形され、前記シャンク部と前記作業部とが一体に形成された歯科インプラント用スケーラチップ。
【請求項２】
前記スケーラチップの硬度がビッカース硬度（Vickers hardness）で１００ＨＶ以下である請求項１に記載の歯科インプラント用スケーラチップ。
【請求項３】
銀の含量が７０〜９９％である銀と銅の合金、又は銅の含量が７０〜９９％である銅及び錫の合金を含み、平均粒度が０．１〜３０μｍである金属粉末を用いてフィードストックを形成するステップと、
前記フィードストックを射出して射出体を形成するステップと、
前記射出体でバインダを除去する脱脂ステップと、
前記射出体を焼結するステップと、
を含む歯科インプラント用スケーラチップ製造方法。
【請求項４】
前記焼結された射出体は、ビッカース硬度（Vickers hardness）で１００ＨＶ以下である請求項３に記載の歯科インプラント用スケーラチップ製造方法。
【請求項５】
前記焼結された射出体を金または銀でメッキするステップをさらに含む請求項３に記載の歯科インプラント用スケーラチップ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科インプラント用スケーラチップに関し、粉末射出成形を用いて歯科インプラント用スケーラチップを製造する方法とその方法によって形成されたスケーラチップを提供するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
歯科インプラント（dental implant）は、部分的または全体的に歯が喪失した部分に植立されて歯の代わりをする人工歯の構造または施術方法を意味する。一般的に歯科用インプラントは、人工歯根のインプラント固定体（fixture）とアバットメント（abutment）および人工歯のクラウン（crown）または補綴物（prosthesis）で構成される。インプラント固定体は、患者の歯槽骨に植立されて歯根の役割をし、補綴物は脱落した歯の形状および色と同一または類似するように形成されて人工歯の外形をなし、アバットメントは補綴物をインプラント固定体に固定して補綴物で作用する荷重をインプラント固定体および歯槽骨に伝達する役割をする。
【０００３】
インプラント植立後の補綴物およびインプラント固定体表面に発生する歯石は、インプラントに損傷を与えてインプラントの周囲にポケット（pocket）を形成することがあるため、これを防止するための専門的な治療が必要である。
【０００４】
このようなインプラントの治療のために超音波を用いてチップを振動させて歯石を除去する超音波スケーラチップ（scaler tip）が用いられている。一般的に歯科インプラント用超音波チップは、先端に行くほど縮小された断面積を有し、尖った先端を有するように形成される。
【０００５】
一方、通常の超音波スケーラチップは、歯の歯石除去には効果的である反面、インプラントの歯石除去時にはインプラントの表面を損傷させる問題点がある。これは、インプラントは主に硬度が低いチタニウム素材で形成されるのに反し、既存のスケーラチップは高硬度ステンレス鋼で形成されるためスケーラチップとインプラントの硬度差によってインプラント表面に損傷が発生する。ところで、このように表面損傷が発生する場合、表面粗さが大きくなり、粗い部分には細菌と共に生物膜（biofilm）や歯垢（dental plaque）、歯石（calculus）が容易に生成される環境が作られる。このような、生物膜、歯垢、歯石は、歯周組織の炎症を誘発して歯槽骨の垂直な骨の破壊まで惹き起こすことがあり、インプラントの寿命にも悪い影響を及ぼす。
【０００６】
従来は、このようなインプラントの表面損傷を防止するためにチタニウムより硬度が低いプラスチックキュレット（curet）を用いるかプラスチックや炭素（carbon）素材のスケーラチップが用いられている。しかし、このようなプラスチックキュレットまたはプラスチックや炭素素材スケーラチップは、既存の金属素材スケーラチップに比べて歯石除去効果が顕著に落ちるだけでなくスケーラチップの摩耗が酷く耐久性が低く寿命が短いという短所がある。
【０００７】
したがって、最近では耐久性と歯石除去効果を向上させて製造が容易なスケーラチップを製造することのできる方法に対するさまざまな研究がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−０６９０３７５号公報
【特許文献２】韓国登録特許第１０−０８５３４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した問題点を解決するための本発明の実施形態は、歯石除去効果が高く耐久性が高い歯科インプラント用スケーラチップとその製造方法を提供するためのものである。
【００１０】
また、本発明の実施形態は、インプラントの表面に生成された歯石除去時のインプラントに損傷を生じさせない歯科インプラント用スケーラチップとその製造方法を提供するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的を達成するための本発明の実施形態によれば、歯科インプラント用スケーラチップは、シャンク部および前記シャンク部から一端に延長形成され変曲部を有する作業部を含んで構成される。ここで、前記歯科インプラント用スケーラチップは、銀の含量が７０〜９９％である銀と銅の合金、又は銅の含量が７０〜９９％である銅及び錫の合金を含む金属粉末を粉末射出成形される。
【００１２】
例えば、前記歯科インプラント用スケーラチップは、平均粒度が０．１〜３０μｍであり、球や球に近い形態を有する金属粉末によって形成される。また、前記スケーラチップは、硬度がビッカース硬度（Vickers hardness）で１００ＨＶ以内に形成される。
【００１３】
一方、本発明の目的を達成するための本発明の他の実施例によれば、歯科インプラント用スケーラチップ製造方法は、銀、銅、銀合金および銅合金のうちいずれか１つ以上の金属粉末を用いてフィードストックを形成するステップと、前記フィードストックを射出して射出体を形成するステップと、前記射出体でバインダを除去する脱脂ステップと、前記射出体を焼結するステップとを含んで構成される。
【００１４】
例えば、前記フィードストックは、平均粒度が０．１〜３０μｍであり、球や球に近い形態を有する金属粉末によって形成される。そして前記焼結された射出体は、ビッカース硬度（Vickers hardness）で１００ＨＶ以内に形成される。
【００１５】
そして、前記スケーラチップの表面酸化を防止するために、前記焼結された射出体を金または銀でメッキするステップを行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施形態によれば、既存のスケーラチップに近い重さと大きさで形成することができるため、既存のインプラント用スケーラチップに比べて歯石除去効果を向上させて治療の精密性と便宜性を高めることができる。
【００１７】
また、インプラントの素材に比べて硬度と強度が低いため、治療時のインプラントの表面の損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る歯科インプラント用スケーラチップ製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２】本発明の一実施形態に係る歯科インプラント用スケーラチップの斜視図である。
【図３ａ】比較例として、従来技術に係る歯科インプラント用スケーラチップの利用時のインプラント表面の損傷状態を示す写真である。
【図３ｂ】比較例として、従来技術に係る歯科インプラント用スケーラチップの利用時のインプラント表面の損傷状態を示す写真である。
【図４ａ】本発明の実施形態に係る歯科インプラント用スケーラチップの利用時のインプラント表面を示す写真である。
【図４ｂ】本発明の実施形態に係る歯科インプラント用スケーラチップの利用時のインプラント表面を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付する図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明するが、本発明は実施形態によって制限または限定されることはない。本発明を説明するにおいて、公知の機能あるいは構成に対する具体的な説明は、本発明の要旨を明瞭にするために省略される場合がある。
【００２０】
以下、図１〜図４ｂを参照しながら本発明の一実施形態に係る歯科インプラント用スケーラチップおよびその製造方法について詳細に説明する。
【００２１】
図１と図２を参照すれば、歯科インプラント用スケーラチップ（dental scaler tip）１００は、振動または回転によって対象となる歯またはインプラントの治療を行なう。例えば、前記スケーラチップ１００は、口腔内の歯周疾患の原因となる生物膜（biofilm）や歯垢（dental plaque）、歯石（calculus）を歯から除去するスケーリング治療に用いられる。以下では植立されたインプラントのスケーリングまたは補綴装着後のセメント（cement）を除去するのに用いられるインプラント用スケーラチップ１００を例に挙げて説明する。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、前記スケーラチップ１００は歯やインプラントの歯科治療に用いられる装置に適用可能である。
【００２２】
前記スケーラチップ１００は、所定の駆動装置（例えば、超音波発生装置や手など）に結合されるシャンク部（shank）１１０と、前記シャンク部１１０から一側に延長形成され、対象体に直接接触して歯石を除去する作業部（work surface）１２０とからなる。ここで、前記作業部１２０は、対象体の歯やインプラントおよび歯茎に接触が容易なように前記シャンク部１１０から一側に変曲した変曲部が形成される。そして、前記スケーラチップ１００は、前記シャンク部１１０と前記作業部１２０が粉末射出成形（powder injection molding、ＰＩＭ）によって一体に形成される。
【００２３】
前記歯科インプラント用スケーラチップ１００は、フィードストック（feed stock）を形成し（Ｓ１１）、前記フィードストックを射出して射出体を形成し（Ｓ１２）、前記射出体でバインダを除去するために溶媒脱脂（solvent debinding）（Ｓ１３）加熱脱脂（thermal debinding）ステップ（Ｓ１４）を行った後、前記脱脂が完了した射出体を焼結（Ｓ１５）して形成される。ここで、前記スケーラチップ１００は形状が複雑で、銀や銅などの素材は硬度が非常に低くて機械加工や鋳造（casting）が難しい一方、本発明の実施形態によれば粉末射出成形を用いてスケーラチップを形成するため、機械加工や鋳造に比べて量産性と経済性とを確保することができる。
【００２４】
より詳しくは、前記歯科インプラント用スケーラチップ１００を形成するために、銀（silver）や銅（copper）または銀合金や銅合金の粉末を含むフィードストックを形成する（Ｓ１１）。銀合金は、銀の含量が７０〜９９％とすることができる。一方、銅の合金は、例えば銅の含量が７０〜９９％である銅及び錫（ｔｉｎ）の合金であるブロンズ（ｂｒｏｎｚｅ）を採用することができる。前記フィードストックは、通常の射出成形のための金型として供給可能なように所定の粘性を有する流動体であり、銀や銅または銀合金や銅合金の粉末とバインダを所定混合比率で適正温度に混合して形成される。特に、前記粉末は０．１〜３０μｍの平均粒度を有し球形や球形に近い形態を有する。ここで、前記粉末の粒度が０．１μｍより小さい場合には前記フィードストックの混合および射出が難しく、前記粉末の粒度が３０μｍより大きい場合には焼結性が落ちる。そして、前記粉末の形態が球形や球形に近く滑らかでゆるやかな表面形状を有するほど、前記フィードストックの混合および射出時に有利である。ここで、本発明で「球形」というのは、完全な球形を含み角や表面が比較的ゆるやかな多面体のように球に近い形態をすべて含む。
【００２５】
前記バインダは、射出過程で前記フィードストックが金型内に均一に射出されるように流動性を提供すると共に、射出体の強度向上のために用いられる。前記バインダは、通常の単一バインダを用いてもよく、場合によっては互いに異なる溶融点（melting point）を有するさまざまな種類のバインダを共に用いてもよい。例を挙げれば、前記バインダはパラフィンワックス（paraffin wax）、ポリエチレン（polyethylene）、ポリプロピレン（polypropylene）、ステアリクサン（stearic acid）等を混合して用いてもよい。また、前記バインダは、結合材、潤滑剤、可塑剤および界面活性剤などを含むことができる。ここで、本発明がこれらに限定されるものではなく、前記フィードストックは、粉末とバインドの混合比率は要求される条件によってさまざまに変更されることができる。
【００２６】
次に、前記フィードストックを所定の金型内に射出して射出体を形成する（Ｓ１２）。前記射出体は、前記シャンク部１１０と前記作業部１２０とが一体に形成されるように所定形態の空洞（cavity）を有する金型内に前記フィードスタックが射出されて金型内部で冷却／固化されることによって歯科インプラント用スケーラチップ１００の射出体が取り出される。ここで、前記射出体が前記溶媒脱脂および加熱脱脂ステップ（Ｓ１３、Ｓ１４）と、前記焼結ステップ（Ｓ１５）を経る間に溶媒と起泡が排出されながら前記射出体の体積が縮小されるため、前記射出ステップ（Ｓ１２）では前記射出体の体積の縮小を考慮して最終形成される歯科インプラント用スケーラチップ１００に比べて増加した体積を有する射出体を形成する。
【００２７】
次に前記射出体に含まれているバインダを除去するための脱脂ステップが行われる（Ｓ１３、Ｓ１４）。前記フィードストックが互いに異なる特性（例えば、溶融点）を有する複数のバインダが含まれた場合、前記脱脂ステップ（Ｓ１３、Ｓ１４）は実質的に数回にわたって行われる。一例として、前記溶媒脱脂ステップ（ＳＳ１３）は、Ｎ−ヘキサン（N‐Hexane）、ヘプタン（Heptane）、シンナー（Thinner）などの溶媒を用いて前記射出体に含まれるバインダ中のパラフィンワックスなどのワックス類を除去し、前記加熱脱脂ステップ（Ｓ１４）は前記溶媒脱脂が完了した射出体に熱を加えて残りのバインダを除去する。しかし、本発明がこれらに限定されることはなく、前記溶媒脱脂（Ｓ１３）と前記加熱脱脂（Ｓ１４）以外にも電解脱脂、超音波脱脂などの他の脱脂工程を適用してもよい。
【００２８】
次に、前記脱脂が完了した射出体を所定温度と水素または非活性の雰囲気で焼結して、歯科インプラント用スケーラチップ１００が製造される（Ｓ１５）。ここで、前記焼結ステップ（Ｓ１５）は、前記フィードストックに用いられた粉末の種類と粒度および添加物の種類によって焼結温度と時間および雰囲気が決定される。例えば、９９％の銀で形成されたスケーラチップ１００は８００〜９６０℃で焼結され、９９％の銅で形成されたスケーラチップ１００の場合には９５０〜１０８０℃で焼結される。
【００２９】
一方、前記加熱脱脂ステップ（Ｓ１４）は、前記焼結ステップ（Ｓ１５）に同時に行われてもよい。すなわち、前記溶媒脱脂ステップ（Ｓ１３）が行われた射出体を焼結のために焼結炉に投入して熱を加えることにより、熱によって前記射出体から残りのバインダが除去され、同時に前記射出体が焼結される。本実施形態によれば、加熱脱脂ステップと焼結ステップを併合することによって、スケーラチップの製造工程を短縮させることができ、生産性を向上させることができる。
【００３０】
前記スケーラチップ１００は、対象となる歯やインプラントの表面損傷を防止するために、対象体より低い硬度と強度を有する素材によって形成される。ここで、インプラントは通常チタニウムで形成され、前記スケーラチップ１００は、チタニウム素材のインプラント固定体やセラミックまたは金属素材の補綴物に表面損傷を防止することができるように銀や銅および銀合金、銅合金で形成される。例えば、インプラントに用いられるチタニウムは、チタニウム素材内の酸素含量によってGrade 1（UNSR50250;ASTM Grade 1）からGrade 4（UNS R50700;ASTM Grade 4）に区分されるが、Grade 1の場合、ビッカース硬度（Vickers hardness）が１２２ＨＶであり、酸素含量が高いGrade 4の場合、ビッカース硬度が２８０ＨＶ程度である。前記スケーラチップ１００はインプラント用チタニウムより低い硬度を有し、焼結が完了した後前記スケーラチップ１００は１００ＨＶ以下の硬度を有する。本発明の実施形態によれば、スケーラチップ１００は、対象体のセラミックやチタニウムより硬度が低いため治療時のスケーラチップ１００自体が磨耗して対象体に表面損傷やクラックおよび破折を防止することができる。
【００３１】
一方、超音波スケーラチップ１００の歯石除去効果は、スケーラチップの重さと大きさに影響を受けるが、本発明の実施形態に係るスケーラチップ１００は、硬度がチタニウムより低く密度と比重がステンレス鋼と近い銅（copper）と銀（silver）または銅合金や銀合金によって形成される。例えば、前記スケーラチップ１００は、９９％以上の銅粉末や９９％以上の銀粉末、または銅（７０〜９９％）と錫（３０〜１％）の合金、または銅（８０〜９９％）と亜鉛（２０〜１％）の合金、または銀（７０〜９９％）と銅（３０〜１％）の合金を用いてもよい。この時、銅や銀の含量によってスケーラチップ１００の重さが多少重くなることがあり、そうすると、超音波振動数が低くなる問題が発生するため、素材の比重によってスケーラチップ１００の大きさを減らしたり形状を修正したりすることによって既存のステンレス鋼スケーラチップに近い重さを得る。
【００３２】
ここで、前記スケーラチップ１００は、粉末射出成形時フィードストックの混合と射出性を向上させて焼結性を確保するために平均粒度が０．１〜３０μｍで球形または球形に近く滑らかな表面形状を有する粉末によって形成される。すなわち、前記粉末の粒度が０．１μｍより小さい場合にはフィードストックの混合および射出が困難で、前記粉末の粒度が３０μｍより大きい場合には焼結性が落ちる。そして、前記粉末の形態が球形や球形に近く滑らかでゆるやかな表面形状を有するほど前記フィードストックの混合および射出時に有利である。
【００３３】
一方、前記スケーラチップ１００は、銅と銀または銅合金や銀合金で形成されたスケーラチップ１００を焼結（Ｓ１５）した後、焼結されたスケーラチップ１００にメッキステップを行うことができる（Ｓ１６）。前記スケーラチップ１００は、毎使用時ごとに１００℃以上の温度で消毒をするため、銅と銀または銅合金や銀合金で形成されたスケーラチップ１００の場合、酸化によって変色し易いが、このようなスケーラチップ１００の酸化を防止するために前記スケーラチップ１００の表面にメッキを行う。前記メッキもまた対象体より硬度が低い素材によって形成され、人体に害がなく環境に優しい金や銀を用いる。ただし、銀で形成されたスケーラチップ１００の場合に、は銀素材が酸化性の低い特性を有するため、表面酸化防止のための金や銀メッキ処理を省略することができる。
【００３４】
上述したように、本発明では具体的な構成要素などの特定の事項と限定された実施形態および図面によって説明したが、これは本発明のより全般的な理解を助けるために提供したものに過ぎず、本発明は、詳述した実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば、このような記載からさまざまな修正および変形が可能である。したがって、本発明の思想は詳述した実施形態に限定して決定されるものではなく、後述する特許請求の範囲のみならず特許請求の範囲と均等、あるいは等価的変形のある全てのものは、本発明の思想の範疇に属するといえる。
【図１】
0005442733.tif 000002
【図２】
0005442733.tif 000003
【図３ａ】
0005442733.tif 000004
【図３ｂ】
0005442733.tif 000005
【図４ａ】
0005442733.tif 000006
【図４ｂ】
0005442733.tif 000007