자력을 이용한 치아교정기{Dental Prosthetic Device using the Magnatic Force}
본 발명은 자력을 이용한 치아교정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자성체의 척력 및 인력을 이용하여 치아를 교정하는 자력을 이용한 치아교정기에 관한 것이다.
일반적으로 치아교정기는 덧니나 뻐드렁니 등 치아와 턱의 위치가 맞지 않는 부정교합이 있을 때 이들 치아가 정위치 또는 정상 각도로 자리잡도록 치아와 턱을 올바른 위치로 맞추어지는 기구를 말하는 것이다. 이와 같은 금속교정장치로는 외부에서 착용하는 것과 내측에서 착용하는 것이 있다. 도 1에는 종래 기술에 의한 치아교정기가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 치아(T)의 표면을 약간 부식시켜 강력한 접착제로 부착 고정하기 위한 브라켓(11)이 치아에 설치된다. 그리고 상기 브라켓(11)에 중단을 고정하여 당길 수 있도록 하기 위한 와이어(13)가 상기 브라켓(11)에 연결된다. 상기 브라켓(11) 또는 와이어(13)에는 힘을 전달할 수 있는 지지부재(15)가 구비되고, 상기 지지부재(15)에는 스프링이 구비될 수 있으며, 상기 와이어(13) 및 지지부재 등의 고정부 역할을 하기 위한 치아밴드(도시되지 않음)가 구비될 수 있다. 이와 같은 치아교정기는 상기 와이어(13)의 인장력과 압축력에 의해 치아의 앞뒤 방향으로 힘이 작용하도록 하여 치아를 교정한다. 그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 치아교정기에서는 다음과 같은 문제점이 있다. 기존의 치아교정기를 사용하여 치간이 넓은 치아를 교정하거나 좁은 치간을 넓게 벌리게 되는 경우, 치아 교정에 장시간이 소요되는 문제점이 있다. 그리고 기존의 치아교정기는 와이어나 스프링 등의 물리적인 힘에 의해 치아를 교정하므로 치아 교정시 많은 고통을 수반하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 치간을 넓히거나 좁히는 치아교정을 효율적으로 하도록 하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 치아교정시 발생되는 고통을 최소화하는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 치아에 고정되는 브라켓; 상기 브라켓에 연결되는 와이어;및 상기 와이어에 착탈가능하게 설치되며 상기 치아를 자력에 의해 이동시키는 다수개의 더미를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 더미는 상기 더미를 상기 와이어에 착탈가능하게 연결시키는 착탈부를 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 더미는 상기 치아에 접하여 자력을 발생시키는 자성체를 포함하는 자성 더미와, 상기 자성 더미 사이에 구비되어 자력을 전달하거나 공간을 채우는 치간 더미를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 치간 더미는 상기 자성 더미의 자력을 전달하도록 상자성체를 포함하는 자화 더미와, 상기 더미 사이의 공간을 채우는 공간 더미를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 자성 더미의 자성체는 네오디뮴 자석으로 구성되는 것이 바람직하 다. 본 발명의 자성 더미의 자성체에는 산화방지를 위한 도금처리가 되는 것이 바람직하다. 본 발명의 착탈부는 상기 더미의 일측에 형성되고 상기 와이어가 안착되는 수납부와, 상기 더미의 일측이 상기 와이어의 단면 지름보다 작게 개구되어 상기 와이어가 탄성결합하는 개구부를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 착탈부는 상기 개구부를 선택적으로 개폐하도록 회전하는 회전걸개와, 상기 회전걸개에 상기 개구부방향으로 탄성을 주는 토션스프링을 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 착탈부는 상기 개구부를 선택적으로 개폐하도록 돌출되는 돌기와, 상기 돌기가 돌출되도록 탄성을 주는 압축스프링을 더 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 착탈부는 상기 더미의 일측에 회전하도록 연결되고, 상기 더미의 일측에 형성된 걸이홈에 탄성적으로 걸어지는 회전고리를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 브라켓은 상기 치아 사이에 상기 더미를 끼울수 없는 공간에서 치간을 넓히거나 좁히기 위해 자력을 가지는 것이 바람직하다. 본 발명의 와이어는 상기 치아의 전측과 후측에 각각 구비되는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 의한 자력을 이용한 치아교정기에 의하면, 자력을 이용함으로써 치아교정의 효율성이 증대되므로 치료시간을 단축할 수 있고, 자력에 의해 치아교정시의 고통을 줄이고 스트레스를 완화시키는 이점이 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 자력을 이용한 치아교정기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 도 2 내지 도 6c에는 본 발명에 의한 자력을 이용한 치아교정기의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 도시된 바에 따르면, 치아(T)의 표면을 약간 부식시켜 치아(T)에 고정시키는 브라켓(21)이 구비된다. 상기 브라켓(21)은 상기 치아(T)의 전면 및 후면에 각각 구비된다. 상기 브라켓(21)은 아래에서 구체적으로 설명할 바와 같이 자력을 이용하여 치아를 교정하기 위하여 N극 또는 S극을 가지는 자성체를 포함할 수도 있고, 브라켓(21) 자체가 자성체로 구성될 수도 있다. 상기 브라켓(21)에는 와이어(23)가 연결되어 상기 브라켓(21)을 가이드한다. 상기 와이어(23)의 일단에는 종래의 치아교정기에서 사용되는 바와 같이 스프링이나 치아밴드가 구비되어 치간의 길이변화에 대응하여 늘어나거나 줄어들 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 와이어(23)에는 지지부재(25)가 더 구비되어 상기 와이어(23)가 상기 지지부재(25)에 의해 지지될 수 있다. 상기 와이어(23)는 치아의 전측과 후측 에 각각 구비될 수 있다. 상기 와이어(23)에는 치아교정에 사용되는 다수개의 더미(30)가 구비된다. 상기 더미(30)는 자성체를 구비한 자성 더미(31)와 자성체가 구비되지 않은 치간 더미(33)로 구성된다. 상기 자성 더미(31)는 대략 중앙에 구비되는 자성체(35)에 의해 자력을 갖는다. 상기 자성체(35)는 치간을 넓히거나 좁히는 경우에 따라 N극 또는 S극을 가지는 것이 사용된다. 상기 자성체(35)는 네오디뮴(NdFeB) 자석으로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 네오디뮴(NdFeB) 자석이란 네오디뮴(Neodymium)이라는 희토류(Rare Earth) 원소와 산화철, 보론(boron: B)을 주성분으로 한 성형 소결품으로 자기에너지력이 매우 강력하고, 경박단소(輕薄短小)한 첨단제품에 많이 사용된다. 가격도 사마륨(SmCo) 자석보다 비교적 저렴하기 때문에 각 방면으로 활용도가 급속히 확대되고 있는 제품이나, 온도특성이 낮으며 산화(녹)방지에 주의를 해야한다. 따라서, 상기 자성 더미(31)에 사용되는 자성체(35)에는 니켈이나 의료용 알루미늄 도금 처리를 하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 네오디뮴 자석은 독성이 매우 약해 전체적으로 무시할 수 있으며, 상기 네오디뮴 자석에 의한 자기장은 인체 세포 조직에 전혀 영향을 미치지 않는 것으로 알려져 있다. 상기 자성체(35)의 극성에 대해 구체적으로 설명하면, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 치간을 넓히는 경우에는 척력이 작용하도록 치아(T)의 각 측면에 같은 극을 갖는 자성 더미(31)가 위치한다. 그러나 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 치간을 좁히는 경우에는 인력이 작용하도록 치아(T)의 각 측면에는 반대 극을 갖는 자성 더미(31)가 위치한다. 따라서 치간을 넓히는지 좁히는지에 따라 같은 극 또는 반대 극의 자성 더미(31)를 사용할 수 있다. 상기 치간 더미(33)는 상기 자성체(35)의 자력에 의해 자화되는 자화 더미(33a)와 상기 자성 더미(31) 사이의 공간을 채우는 공간 더미(33b)로 구성된다. 상기 자화 더미(33a)의 대략 중앙에는 상자성체(33p)가 구비되어 상기 자성체(35)의 자력에 의해 자화된다. 치간이 넓은 경우 상기 자성체(35)의 자력이 마주보는 자성체(35)에 도달하지 못하므로 상자성체로 구성되는 상기 자화 더미(33a)는 상기 자성체(35)에 의해 자화되어 자력을 전달하는 역할을 한다. 상기 자화 더미(33a)는 철, 팔라디움, 니켈과 같은 금속으로 구성될 수 있다. 그리고 상기 공간 더미(33b)는 상기 자화 더미(33a)가 치간의 중간에 설치될 경우 상기 더미(30)의 사잇 공간을 채워 중간에 위치하는 더미(30)를 고정시키는 역할을 한다. 상기 더미(30)에는 상기 와이어(23)에 착탈가능하게 결합될 수 있도록 하는 착탈부(40)가 구비된다. 즉, 상기 더미(30)가 상기 와이어(23) 및 치아밴드 등을 분해하지 않고 손쉽게 착탈될 수 있도록 상기 착탈부(40)가 구비된다. 치간이 변해서 상기 더미(30)를 끼우거나 제거해야 하는 경우 상기 착탈부(40)에 의해 상기 더미(30)가 손쉽게 착탈된다. 상기 착탈부(40)는 다양한 구조로 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같 이, 상기 더미(30)의 일면에 상기 와이어(23)가 수납되는 수납부(41)와, 상기 수납부(41)의 개구부가 상기 와이어(23)의 단면지름보다 작게 형성되어 상기 더미(30)의 탄성에 의해 상기 와이어(23)가 삽입되어 이탈되지 않도록 하는 개구부(43)로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 착탈부(40)는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같은 다른 구조로 구성될 수도 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 착탈부(40)는 상기 와이어(23)가 상기 더미(30)의 일면에 형성된 개구부(43)로 이탈되지 않도록 토션스프링(45)과 회전걸개(47)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 회전걸개(47)는 일측이 회전가능하게 고정되고 상기 토션스프링(45)에 의해 상기 개구부(43) 방향으로 탄성력을 받는다. 따라서, 상기 개구부(43)를 통해 상기 와이어(23)를 삽입하면 상기 회전걸개(47)가 회전하게되고 상기 와이어(23)가 상기 수납부(41)에 안착되면 상기 토션스프링(45)에 의해 상기 개구부(43) 방향으로 원위치로 복귀하므로 상기 와이어(23)가 상기 개구부(43)를 통해 이탈하는 것을 방지한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 착탈부(40)는 상기 와이어(23)가 개구부(43)로 이탈되지 않도록 압축스프링(49)과 돌기(51)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 돌기(51)는 상기 압축스프링(49)에 의해 외부로 돌출가능하게 구성되므로, 상기 돌기(51)를 삽입하여 상기 와이어(23)를 상기 수납부(41)에 안착시킨 후 상기 돌기(51)를 놓으면 상기 압축스프링(49)의 탄성력에 의해 상기 돌기(51)가 다 시 외부로 돌출되어 상기 개구부(43)를 차폐하므로 상기 와이어(23)가 상기 개구부(43)로 이탈하는 것을 방지한다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 착탈부(40)는 상기 더미(30)의 일면에 대응하는 길이의 회전고리(53)가 구비되어 상기 더미(30)의 일측에 형성된 걸이홈(55)에 상기 회전고리(53)가 걸어져서 상기 와이어(23)가 개구부(43)로 이탈되지 않도록 구성될 수도 있다. 상기 회전고리(53)를 회전시켜 상기 개구부(43)를 개방시키고 상기 와이어(23)를 상기 수납부(41)에 안착시킨 후, 상기 회전고리(53)를 회전시켜 상기 걸이홈(55)에 탄성결합하도록 고정시키면 상기 와이어(23)가 상기 개구부(43)로 이탈하지 않는다. 상기에서 설명한 본 발명의 치아교정기는 단독으로 사용될 수도 있고, 기존의 치아교정기에 부가하여 사용될 수도 있다. 기존의 치아교정기에 구비되는 와이어에 더미를 설치하여 자력에 의해 치간을 좁히거나 넓힐 수 있으며, 기존의 치아교정기에 부가하여 사용될 수 있도록 본 발명의 치아교정기의 치수 및 구조가 변경될 수 있다. 이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 자력을 이용한 치아교정기를 이용한 치아교정과정을 상세하게 설명한다. 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이 치간을 넓히는 경우를 설명하면, 치아(T)의 전후면에 브라켓(21)을 설치한다. 그리고 상기 브라켓(21)에 와이어(23)를 연결하고, 치아교정기에 일반적으로 사용되는 부속 부재를 설치한다. 상기 브라켓(21)과 와이어(23)가 설치되면, 상기 와이어(23)에 더미(30)를 설치한다. 이때, 치간의 간격이 좁아서 상기 더미(30)가 설치될 수 없는 경우, 도 4a에 도시된 바와 같이, 자성을 가지는 브라켓(21)을 사용한다. 상기 브라켓(21)의 자성이 이웃하는 브라켓(21)의 자성과 같은 극이 되면, 치아(T) 사이에 척력이 작용하여 치간이 넓어지게 된다. 또는 와이어나 스프링을 이용한 기존의 치아교정기를 병행사용하여 치간을 넓힐 수도 있다. 자성을 가지는 상기 브라켓(21)에 의해 더미(30)가 삽입될 수 있을 정도로 치간이 넓어지면, 도 4b에 도시된 바와 같이 치아(T)의 측면에 자성 더미(31)를 설치한다. 상기 자성 더미(31)는 양면에 형성된 착탈부(40)에 의해 상기 와이어(23)에 설치될 수 있다. 이때, 상기 자성 더미(31)는 척력이 작용하도록 같은 극을 가지는 것을 사용한다. 상기 자성 더미(31)에 의해 치간이 넓어져서 상기 자성 더미(31) 사이에 자력이 미치지 않으면, 도 4c에 도시된 바와 같이 상기 자성 더미(31) 사이에 자화 더미(33a)를 설치한다. 상기 자화 더미(33a)는 인접한 자성체에 의해 자화되어 자력을 전달하게 되므로, 척력을 유도하여 치간을 더욱 넓힐 수 있게 된다. 이때, 상기 더미(30) 사이의 공간을 채우기 위해 공간 더미(33b)를 추가로 사용할 수 있다. 다음으로, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 치간을 좁히는 경우를 설명하면, 상기에서 설명한 바와 같이 먼저 브라켓(21)과 와이어(23)를 포함한 일반적인 치아교정 부재를 설치하고, 상기 와이어(23)에 더미(30)를 설치한다. 상기 더미(30) 중 자성 더미(31)를 치아(T)의 측면에 접착한다. 상기 브라 켓(21)을 치아에 고정하는 것과 같이 치아(T)의 일면을 약간 부식시켜 상기 자성 더미(31)를 치아(T)에 고정시킨다. 이때, 상기 자성 더미(31)는 인력이 작용하도록 반대 극을 가지는 것을 사용한다. 만약, 치간이 넓어서 자력이 미치지 않는 경우에는, 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 자성 더미(31) 사이에 자화 더미(33a) 또는 공간 더미(33b)를 추가로 설치한다. 상기 자화 더미(33a)는 인접하는 자성체에 의해 자화되므로 자력을 전달할 수 있다. 다만, 치간을 좁혀야 하므로 상기 자성 더미(31) 사이를 모두 채워서는 않되고, 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 더미(30) 사이에 일정 간격을 만들어 인력에 의해 치간이 좁아질 수 있도록 해야 한다. 상기 자성 더미(31)에 의해 치간이 좁아지면, 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 공간 더미(33b) 또는 자화 더미(33a)를 제거한다. 상기 더미(30)의 측면에는 착탈부(40)가 구비되므로 쉽게 더미(30)를 제거할 수 있다. 상기 더미(30)를 제거함으로써 상기 자성 더미(31) 사이에 미치는 인력이 유지될 수 있다. 치간이 더욱 좁아져서 더미(30)를 설치할 수 없게 되면, 도 5c에 도시된 바와 같이 브라켓(21)의 자성에 의해 치간을 좁힌다. 이때, 기존의 치아교정기를 부가하여 남은 치간을 좁힐 수도 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 자력을 이용한 치아교정기에 의하면 다음과 같은 이점이 있다. 기존의 기계적 탄성을 이용하지 않고 자력을 이용하여 치아를 이동시키므로 치아의 이동에 의해 치간이 넓어지거나 좁아지더라도 자력이 일정하게 가해질 수 있고, 자력에 의한 견인력은 쿨롱의 법칙에 의해 치아가 최단거리로 이동할 수 있도록 하므로 치아 교정을 효율적으로 할 수 있어 치아 교정에 따른 시간을 최소화할 수 있는 이점이 있다. 그리고, 종래의 기계적인 외력에 의해 치아를 이동시키는 것이 아니라 자력에 의해 치아를 효율적으로 이동시킬 수 있고, 구강 내부의 타액은 전해질 역할을 하여 자성체에 의해 미소전류를 발생시키므로 긍정적인 조직 자극체로서 작용하므로 치아교정시 발생하는 고통을 최소화하고 스트레스를 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 더미에 사용되는 자성체의 독성은 매우 미약하고 구강점막에 어떠한 병적 현상을 발생시키지 않고, 자성체에 의한 자기장이 세포 활동에 영향을 미치지 않으므로 사용상의 안전성이 확보되는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 치아교정기가 설치된 상태를 보인 설치상태도. 도 2는 본 발명에 의한 자력을 이용한 치아교정기가 설치된 상태를 보인 설치상태도. 도 3은 본 발명에 의한 자력을 이용한 치아교정기의 바람직한 실시예를 보인 사디도. 도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 의한 자력을 이용한 치아교정기를 이용하여 치간을 넓히는 과정을 보인 실시상태도. 도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 의한 자력을 이용한 치아교정기를 이용하여 치간을 좁히는 과정을 보인 실시상태도. 도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 의한 자력을 이용한 치아교정기의 착탈부의 다른 실시예를 보인 개략 단면도. *도면의 주요부분에 대한 설명* 21: 브라켓 23: 와이어 30: 더미 31: 자성 더미 33: 치간 더미 33a: 자화 더미 33b: 공간 더미 35: 자성체 40: 착탈부 41: 수납부 43: 개구부 45: 토션 스프링 47: 회전걸개 49: 압축 스프링 51: 돌기 53: 회전 고리 |
