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핵심기술
극미량으로도 여러 가지 색상을 얻을 수 있는 금속염화물을 사용한 지르코니아 착색 컬러리퀴드 제조기술과 액상의 용액을 이용함으로써 균일한 색상을 얻을 수 있는 유색 지르코니아 블록 제조 기술
최종목표
○ 한국인의 자연치아 색상을 구현하며, 구강내에서의 심미적인 치과 보철물 제작을 위한 고강도/투광성 전부도재관용 지르코니아 블록과 생체친화적인 착색용액 9종 개발
○ 착색용액을 사용한 독자적인 고투과성 컬러 지르코니아 블록 3종개발
개발내용 및 결과
○ 관련기술에 대한 국내외 특허 및 제품분석

핵심기술
극미량으로도 여러 가지 색상을 얻을 수 있는 금속염화물을 사용한 지르코니아 착색 컬러리퀴드 제조기술과 액상의 용액을 이용함으로써 균일한 색상을 얻을 수 있는 유색 지르코니아 블록 제조 기술
최종목표
○ 한국인의 자연치아 색상을 구현하며, 구강내에서의 심미적인 치과 보철물 제작을 위한 고강도/투광성 전부도재관용 지르코니아 블록과 생체친화적인 착색용액 9종 개발
○ 착색용액을 사용한 독자적인 고투과성 컬러 지르코니아 블록 3종개발
개발내용 및 결과
○ 관련기술에 대한 국내외 특허 및 제품분석
- 노리다께 카타나 블록의 특허 및 제품의 색상을 평가
- 금속염화물을 사용한 컬러리퀴드 제품의 색상과 물성평가
- 타겟제품의 선정 및 관련 특허 분석
○ 고강도 지르코니아 블록을 위한 산화분말 선정
- 산화분말 혼합 최적화 공정 확립
- 과립화가 깨지지 않는 최적의 볼밀 속도와 시간을 확립
- Al2O3의 함량에 따른 강도향상 결과 도출
- 물성평가를 통한 파절강도 1,000MPa 고강도 지르코니아 블록 개발
- CAD/CAM장비에 활용할 수 있는 수축률 최적화
○ 금속염화물을 이용한 생체친화적인 착색용액 개발
- 다양한 금속원소 중 치아색과 유사한 색을 낼 수 있는 금속염화물(테르븀,크롬,망간)을 선정함
- 금속염화물 혼합 농도를 조절하여 비타세이드 가이드와의 색값을 비교하여 가장 매칭이 잘 되는 9종의 리퀴드 선정
- 착색용액을 사용한 지르코니아의 물성평가를 통한 안정성 확보
- 당사의 지르코니아 블록과 호환될 수 있는 컬러리퀴드 사용메뉴얼을 제작하여 비타세이드 가이드와의 우수한 매칭 확인
○ 고투과성 컬러 지르코니아 블록 3종 개발
- 염화물의 종류와 농도에 따른 블록의 색상변화 최적화
- 침지 시간에 따른 색의 변화를 통한 3가지 종류의 블록 개발
- 최종적인 분말의 고른 혼합을 위한 rocking mixer의 분말 혼합 속도와 시간 확립
- 물성평가를 통한 1,100MPa이상, 투광도36%이상의 고투과성 컬러지르코니아 블록 개발
○ 참여기관의 시제품을 이용한 가공테스트 및 임상 적용 가능 확인
- 코어적합도70um이하, 색상평가, 세포독성 없음을 평가
기술개발 배경
○ 현재 국내에서는 Dental CAD/CAM장비의 빠른 보급으로 전용 소재인 지르코니아 블록이 널리 쓰이고 있음.
○ 현재 외산블록이 주로 사용되고 있으며, 몇 몇 국산 블록이 있기는 하지만 외산과 비교해서 품질의 저하로 인해 안정적인 보철물 제작이 어려운 실정임.
○ 지르코니아 착색용액은 독점시장을 형성한 몇 몇 CAD/CAM장비 회사만이 지르코니아 블록과 전용 착색 용액을 제공하고 있어 타사의 제품을 이용하여 지르코니아를 착색하고 있는데, 색 매칭의 호환성 문제로 치과기공사는 원하는 색조재현을 위해 추가적인 작업이 필요한 실정임.
○ 착색 지르코니아에 대한 연구는 유럽을 중심으로 미국, 일본등 선진국의 각 회사들에서 전용 착색 용액을 제품화하여 판매하고 있으며 색조와 물성향상에 대한 정보제공은 다소 미비한 상황임.
○ 금속염화물을 이용한 착색법은 현재 시장을 점유하고 있는 CAD/CAM장비 제조사의 금속산화물을 이용한 착색 용액 제품과 비교하여 기술적으로 차별화되고 또한 제조공정도 간소화되어 제품의 가격경쟁력을 갖을 수 있음.
○ 세계 치과보철물 시장은 2016년 6조원으로 추정하고 있으며, 세계시장 규모의 약 10%를 국내 시장 규모라고 가정하면 2016년 약 6,300억원의 시장 규모가 추정되며, 전체보철물 시장의 50%이상이 지르코니아 보철물 제작 시스템에 의하여 제작될 것으로 예상됨에 따라 시급한 개발이 필요함.
핵심개발 기술의 의의
○ 신규 개발 내용 및 주요 개발 내용 요약 : 금속염화물을 이용한 착색용액 제조 기술은 국내에서 개발된 사례가 없으며, 극미량으로 색을 발현시킬 수 있는 방법으로 기존의 착색용액 제조방법과는 차별화되어 있으며 가격경쟁력도 좋음.
- ΔE * = [ ( ΔL * ) 2 + ( Δa * ) 2 + ( Δb * ) 2 ]1/ 2을 이용한 색값의 차이를 계산하여 그 값이 1~3사이로, 그 차이가 미미함.
- 비타세이드 가이드의 A,B계열의 색상과 매칭
- 극미량 0.03~0.08wt%의 사용으로 제조원가의 급격한 절감을 통한 가격경쟁력 확보
- 컬러블록의 경우 착색용액을 사용하여 다양한 색상의 컬러를 조절 가능하고 사용자의 편의성을 극대화하고, 진료실에서 교합조정시 내부의 색 변화가 없어 재제작의 번거로움을 해소함.
○ 국산화 정도
- 지르코니아 착색용액은 독점시장을 형성한 외산 CAD/CAM장비회사만이 지르코니아 블록과 전용 착색 용액을 제공하고 있어 타사의 제품을 이용하여 지르코니아를 착색하고 있음.
핵심개발 기술의 의의
- 금속염화물을 사용하여 제조한 착색용액은 외산과 비교해서 그 색상의 발현정도나 착색용액 적용후 지르코니아의 물성을 전혀 변화시키지 않는 안정된 착색용액
- 극미량 사용으로 기존의 제조단가를 낮추며, 외산제품으로 형성된 시장에서 가격경쟁력을 갖출 수 있음.
○ 기술 수출 기대 효과
- 확보된 착색용액 제조기술은 기존의 방법과는 다른 획기적인 방법으로 컬러리퀴드 수요가 많은 외국에 있어서 제조단가를 낮추는 방법이므로 수출 가능성 높음.
- Dental CAD/CAM 및 다양한 디지털 장비들이 개발되고 있으므로 이에 적합한 지르코니아 보철 소재의 수요가 더욱 늘어날 것을 감안할 때 지르코니아를 사용하기 위한 필수 요소인 착색용액의 제조기술은 수출 전망 매우 높음.
적용 분야
○ Dental CAD/CAM장비에 최적의 가공성을 갖춘 보철 소재 분야
○ 지르코니아를 착색시켜 치아색과 유사한 치과보철물을 제작하는 다양한 착색 리퀴드 응용분야
○ 디지털 치과보철물 제작 시스템