치과 드릴

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배경

치과 드릴은 치과 의사가 치아 법랑질을 뚫고 치아 표면의 플라그를 청소하고 제거하는 데 사용하는 도구입니다. 주로 핸드피스, 에어 터빈 및 텅스텐 카바이드 드릴 비트로 구성됩니다. 1700년대 중반에 개발이 시작된 이래로 치과 드릴은 치과 분야에 혁명을 일으켰습니다. 현대 치과용 드릴을 통해 치과의사는 환자의 고통을 최소화하면서 그 어느 때보다 빠르고 정확하게 작업할 수 있습니다.

치아는 살아 있는 조직과 살아 있지 않은 조직으로 구성되어 있습니다. 상아질이라고 하는 연조직 내부 층은 구성이 골격 뼈와 유사합니다. 법랑질은 석회화도가 높고 뼈보다 단단한 치아의 바깥층으로 체내에서 재생되지 않습니다. 법랑질을 손상시키는 충치는 다양한 구강세균에 의해 발생합니다. 입안에 서식하는 박테리아의 한 유형은 식사 후 치아에 남아 있는 잔류 음식 입자를 분해합니다. 이 박테리아 대사의 부산물은 플라크입니다. 다른 박테리아가 이 플라크에 달라붙어 산을 분비하기 시작하여 치아 법랑질에 작은 구멍이 형성됩니다. 이렇게 하면 다른 유형의 박테리아가 이러한 구멍과 틈으로 들어가 아래의 부드러운 조직을 침식할 수 있습니다. 이 과정은 충치를 만들어 치아를 약화시킵니다. 연조직의 파괴는 일반적으로 충치와 관련된 통증을 유발합니다. 초기 구멍 너머에는 외부 에나멜이 주로 손상되지 않은 상태로 남아 있습니다. 치료하지 않으면 충치는 충치 및 농양과 같은 질병을 유발할 수 있습니다.

이러한 질병을 예방하기 위해 치과 의사는 치과 드릴 또는 기타 도구를 사용하여 충치에서 플라크를 제거합니다. 치아가 뚫릴 때 팁을 덮고 있는 작은 다이아몬드 조각이 플라크와 손상된 법랑질을 마모시킵니다. 치아에 구멍을 뚫어야만 치과 의사가 모든 플라크를 제거할 수 있습니다. 치태가 치아에서 사라지면 법랑질을 손상시키는 박테리아가 머무를 곳이 없고 충치를 유발할 수 없습니다. 드릴링이 완료된 후 남은 구멍은 치아를 강화하고 추가 손상을 방지하는 데 도움이 되는 적절한 재료로 채워집니다.

연혁

치과 드릴의 가장 초기 사례는 1,000년 전에 마야인에 의해 개발되었습니다. 그들은 옥으로 만든 돌 도구를 사용했는데, 이는 긴 관 모양이고 끝이 뾰족했습니다. 손바닥 사이로 돌리면 치아에 구멍이 뚫릴 수 있습니다. 그들은 주로 이 도구를 치아에 보석을 꽂는 종교 의식과 함께 사용했습니다. 이 기술은 시대를 앞서갔지만 세계적으로 알려지지 않았습니다. 초기 그리스, 로마, 유대 문명에서도 치과 드릴의 버전을 개발했습니다. 이 드릴링의 초기 사례가 발견되는 동안 중세 시대에 기술이 손실되었습니다. 1600년대 중반에 의사들은 치아의 자연적인 구멍을 다양한 물질로 채우면 치과 질환을 일시적으로 완화할 수 있다는 것을 발견했습니다. 이 초기 치과의사는 심지어 끌을 사용하여 손상된 에나멜의 일부를 깎았습니다. 그러나 피에르 포샤르(Pierre Fauchard)가 등장하기 전까지는 치과용 드릴 기술이 재발견되었습니다.

포샤르(Fauchard)는 현대 치과의학의 아버지로 일컬어진다. 그는 1746년에 출판된 책에서 근관을 위해 치아에 활 드릴을 사용하는 것을 처음 언급했습니다. 이 장치는 손잡이가 있는 긴 금속 막대와 치과 드릴의 다이어그램. 개별 드릴은 디자인이 다를 수 있지만 모두 모터, 핸드피스, 커플링 및 드릴 비트 또는 버가 포함됩니다. 힘을 실어주던 활. 이 기간 동안 많은 혁신이 개발되었습니다. 그 중 하나는 1778년에 도입된 거의 기계식 드릴로, 회전하는 기어를 작동시키는 핸드 크랭크로 구동됩니다. 얼마 후, 발명가는 드릴 헤드에 동력을 공급하기 위해 물레를 추가했습니다. 이 장치의 모션은 치과 의사가 발 페달을 눌러 회전 바퀴를 움직이고 드릴 헤드를 이동하여 만들어졌습니다. 1800년대에 기계 드릴에 대한 다른 시도가 있었지만 다루기 어렵고 비효율적이어서 대부분의 치과 의사는 간단한 수동식 강철 드릴을 사용했습니다.

드릴 기술은 시간이 지남에 따라 꾸준히 개선되어 더 빠르고 효율적인 드릴이 되었습니다. 1870년까지 새로운 유형의 발 동력 엔진이 치과 드릴에 부착되었습니다. 곧 전기 동력 드릴이 뒤따랐고 와동을 준비하는 데 걸리는 시간이 몇 시간에서 10분 미만으로 단축되었습니다. 고속 드릴은 1911년에 개발되었지만 1953년이 되어서야 공기 터빈 엔진이 장착된 현대 치과용 드릴이 도입되었습니다. 이 드릴은 이전 드릴보다 100배 이상 빠르며 치아 드릴과 관련된 통증을 크게 줄였습니다. 이러한 더 빠른 속도를 수용하기 위해 텅스텐 카바이드 드릴 비트가 도입되었습니다. 그 이후로 제조업체는 광섬유 조명과 카메라를 추가하고 정교한 냉각 시스템을 통합하고 내구성이 뛰어난 핸드피스를 만드는 등 많은 수정을 가했습니다.

디자인

다양한 디자인의 치과용 드릴이 있지만 모터, 핸드피스, 커플링 및 드릴 비트를 포함하여 각각의 기본 기능은 동일합니다. 고속 드릴링은 공기 터빈에 의해 활성화됩니다. 이 장치는 고압 공기를 기계적 에너지로 변환하여 드릴 비트가 300,000rpm 이상 회전할 수 있도록 합니다. 연마, 마무리 및 연조직 드릴링과 같은 작업에도 느린 속도가 필요하므로 치과 드릴에는 일반적으로 보조 모터가 장착되어 있습니다. 일반적인 유형에는 전기 모터와 공기 구동 모터가 있습니다.

핸드피스는 일반적으로 드릴 비트를 구동 모터와 연결하는 가느다란 튜브 모양의 장치입니다. 가볍고 인체 공학적으로 설계된 경우가 많습니다. 또한 드릴 비트가 시스템 안정성을 최대화하기 위해 적절한 각도를 유지하도록 하는 E자형 부착물이 있습니다. 치과 드릴의 이러한 구성 요소는 한때 매우 섬세했습니다. 그러나 최근 건강 문제로 인해 설계자는 고압 증기 멸균을 견딜 수 있는 핸드피스를 개발해야 했습니다. 커플링은 드릴 장치를 전기 또는 공기 전원 및 냉각수에 연결하는 데 사용됩니다. 피팅 유형에 따라 2개 또는 4개의 구멍으로 구성될 수 있습니다.

드릴 비트 또는 버는 치과용 드릴에서 가장 중요한 부분입니다. 짧고 내구성이 높으며 고속 회전과 이후에 발생하는 열에 견딜 수 있습니다. 다양한 절단 및 드릴링 능력을 가진 다양한 버 모양이 제조됩니다. 일부 버는 다이아몬드 커팅 플루트로 설계되었습니다. 냉각수 스프레이 시스템 또는 조명 장치와 같은 추가 기능이 추가될 수 있습니다. 가장 정교한 치과용 드릴에는 내부 냉각 시스템, 유성 속도 증가 기어박스 및 광섬유 조명이 있습니다.

원자재

치과 드릴은 금속 및 폴리머를 포함한 다양한 원료로 구성됩니다. 모터, 기어 및 구동축이 들어 있는 핸드피스는 가볍고 단단한 플라스틱이나 황동과 같은 금속 합금으로 만들 수 있습니다. 가장 진보된 핸드피스는 티타늄으로 만들어집니다. 버는 알려진 가장 단단한 물질 중 하나인 텅스텐 카바이드로 만들어집니다. 내부 모터에는 강철과 같은 다른 재료가 사용됩니다. 드릴을 주 전원에 연결하는 튜브는 폴리머 실리콘 또는 폴리염화비닐(PVC)과 같은 유연한 재료로 만들어집니다.

제조
프로세스

치과용 드릴의 생산은 개별 구성 요소를 먼저 만든 다음 조립하여 최종 제품을 만드는 통합 프로세스입니다. 제조업체는 각 부품을 개별적으로 만들 수 있지만 일반적으로 많은 부품을 외부 공급업체에 의존합니다. 일반적인 생산 방법에는 모터 및 드릴 비트 구성, 핸드피스 형성, 최종 조립 및 포장이 포함됩니다.

핸드피스

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1 핸드피스를 만들기 위해 수많은 디자인과 재료가 사용되지만 일반적으로 모두 미리 형성된 금형을 사용하여 만들어집니다. 플라스틱 핸드피스의 경우 플라스틱을 녹여 금형에 주입하고 성형 후 이형하는 사출 성형이 포함됩니다. 금속 핸드피스도 유사한 성형 공정을 사용합니다.

드릴 비트

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2 드릴 비트는 텅스텐 카바이드 입자로 형성됩니다. 그들은 먼저 텅스텐 광석을 취하고 화학적으로 처리하여 텅스텐 산화물을 생성함으로써 만들어집니다. 그런 다음 수소가 시스템에 추가되어 산소를 제거하여 미세한 텅스텐 금속 분말이 생성됩니다. 그런 다음 이 분말을 탄소와 혼합하고 가열하여 다양한 크기의 텅스텐 카바이드 입자를 생성합니다. 이러한 입자는 적절한 모양의 드릴 비트를 형성하기 위해 추가로 처리됩니다.

공기 터빈 엔진

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3 공기 터빈 엔진은 작은 강철 부품으로 구성됩니다. 한 설계에서 터빈은 두 세트의 볼 레이스 베어링 사이에 끼워져 드릴 비트에 직접 연결됩니다. 전체 장치는 유입 공기와 배기 공기를 위한 구멍이 있는 드릴 헤드에 둘러싸여 있습니다. 다른 유형의 터빈 엔진은 핸드피스에서 더 위쪽에 있으며 일련의 구동축 및 기어에 의해 드릴 비트에 연결됩니다.

저전력 모터

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4 저출력 모터는 공기 터빈 엔진과 매우 흡사합니다. 로터리 베인 공력 모터는 바깥쪽으로 돌출된 슬라이딩 베인이 있는 코어 구조로 구성됩니다. 핸드피스에 장착되어 드릴의 주 구동축에 연결됩니다. 또한 들어오고 나가는 공기를 위한 구멍이 있습니다. 전기 모터는 크게 베어링, 자석, 브러시 및 전기자 코일 세트로 구성된 더 복잡합니다.

최종 조립

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5 모든 구성 요소를 사용할 수 있게 되면 최종 조립을 시작할 수 있습니다. 설계에 따라 에어 터빈을 핸드피스의 케이싱에 직접 배치하거나 드릴 비트와 함께 부착할 수 있습니다. 공기 또는 전기 모터, 구동축, 기어 및 제어 스위치를 포함하여 드릴의 다른 부분이 핸드피스에 삽입됩니다. 냉각 호스 및 광섬유 조명 장치와 같은 기타 액세서리가 추가됩니다. 커플러는 핸드피스의 한쪽 끝에 위치하고 드릴 비트는 다른 쪽 끝에 부착됩니다.

6 일련의 품질 검사를 거친 후 완성된 드릴은 액세서리, 설명서 및 교체 부품과 함께 적절한 포장에 넣어 유통업체로 배송됩니다.

품질 관리

각 드릴 부품의 품질은 제조의 각 단계에서 확인됩니다. 매일 많은 부품이 만들어지기 때문에 모든 부품을 검사하는 것은 불가능합니다. 따라서 라인 검사관은 일반적으로 특정 시간 간격으로 무작위 샘플을 채취하여 해당 샘플이 크기, 모양 및 일관성에 대해 설정된 사양을 충족하는지 확인합니다. 품질 관리의 이 단계에서 기본 테스트 방법은 육안 검사이지만 더 엄격한 측정도 수행할 수 있습니다.

미래

치과용 드릴의 개발 역사의 대부분 동안 연구의 초점은 드릴 비트의 속도를 높이고 이러한 더 빠른 속도와 관련된 문제를 수정하는 것이었습니다. 그러나 연구 결과에 따르면 드릴 비트 속도를 현재보다 더 높여도 아무런 이점이 없습니다. 따라서 연구의 초점은 전체적으로 기존 드릴에 대한 대안을 개발하는 것으로 이동했습니다. 최근에 소개된 두 가지 사례는 주목할 만하며 치과의사가 나아가야 할 방향을 알려줄 수 있습니다.

충치를 치료하는 새로운 방법은 "공기 연마" 기술로 알려져 있습니다. 이 기술을 사용하여 치과 의사는 드릴을 사용하지 않고 치아 표면의 일부를 제거합니다. 알루미나의 작은 입자는 공기의 흐름에 의해 강제되고 플라크는 문자 그대로 치아에서 떨어집니다. 치과용 드릴을 대체할 수 있는 또 다른 기술은 레이저입니다. FDA는 최근 치아의 연조직에 레이저 드릴을 사용하는 것을 승인했습니다. 그러나 경조직에 대한 사용 승인은 보류 중입니다. 이 기술을 사용하면 더 빠르고 정확한 드릴링이 가능합니다. 이 두 가지 새로운 기술의 결과는 기존 드릴링과 관련된 통증과 소음이 제거되어 환자에게 최적의 편안함을 제공합니다.