2010년 대한민국 치과기공계의 핫이슈 CAD/CAM의 A to Z
상태바
2010년 대한민국 치과기공계의 핫이슈 CAD/CAM의 A to Z
  • 편집부
  • 승인 2010.11.09 11:31
  • 댓글 2
이 기사를 공유합니다

CAD/CAM 및 지르코니아를 통해 본 치과기공계의 현재와 미래

정요셉 대표
대구산업정보대학 졸업
빈테이지ZR 일본쇼후 연수
CEREC ADVANCED 코스 수료(2005)
시로나 독일 IN LAB intermediate 코스 연수(2008)
임플란트기공학회 학술이사
현, 제이덴치과기공소 대표 
                           

 

 

PFM(그림a) 올세라믹(지르코니아)그림b   
 

I.서론
대부분의 치과와 기공소에서 실행하는 전통적인 보철물 제작과정, 인상채득, 석고모형제작, Wax-Up, 매몰, Casting 등은  기술적 의존성, 시간소모, 재료의 수축과 팽창으로 인한 부정확성, 비용증가, 치과와 기공소간 의사소통의 한계 등의 다양한 문제점들이 존재한다.
또한 전통적인 제작방식의 경우,  금속소재는 숙련된 기공사에 의해 기술적 문제들을 상당히 해결할 수 있으나 인력과 시간이 많이 필요하고 인력수급문제 또한 심각하다.
이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 해결책으로 제시되었던 것이 CAD/CAM 시스템이다.
이와 더불어 금값의 인상으로 인해 금을 대체할만한 소재인 지르코니아가 덴탈쪽으로 쓰여지면서 현재 국내에도 많은 CAD/CAM 시스템이 소개되어지고 있다. 선택할 때 장단점과 주의 사항을 충분히 숙지하고 모든 올세라믹재료를 다 사용할 수 있는지, 그리고 생산성은 어떠한지, 스캔시간과 소프트웨어 밀링시간 등 충분히 고려한 다음 선택해야만 할 것이다.


II.본론

1. CAD/CAM시스템을 알자.  

그림 1. IN CERAM 제작과정      

그림 2. CAD/CAM 제작과정

그림 3

그림 4                       

현재 국내외 많은 CAD/CAM 시스템이 소개되어지고 있다. 아직도 많은 치과와 기공소에서CAD/CAM=지르코니아란 등식이 성립하는 것 같다. 하지만 CAD/CAM을 효과적으로 사용하기 위해서는 다양한 소재를 잘 활용할 수 있느냐에 따라서 치과와 기공소에 많은 이익을 줄수 있다.
그림 4에서 보는 봐와 같이 기공용 시장에 소개되어지는 대부분의 CAD/CAM은 임상의 10~20% 밖에 차지하지 않는다. 나머지 80%는 어디에서 찾을 것인가? 고가의 장비를 구입하면서 적은 일만 한다면 CAD/CAM으로서의 가치는 저하될 것이다. 함께 고민해볼 문제다.
단순히 업체에서 내놓는 자료에 의존하기에는 많은 모험이 따른다. 다양한 소재를 활용할 수 있는 시스템을 선택하는 것이 올바를 판단이라고 할 수 있을 것이다. 그림 1, 2를 비교해보면 CAD/CAM보철은 시간적으로나 기술적으로 많은 편의성을 가져다주고 있다.
올바른 CAD/CAM 선택에 있어서 술자가 숙지해야 할 사항은 첫째, 올세라믹 material의 물성, 심미성, 적응증을 이해해야 한다. 둘째, prep의 변화 셋째, 현재 CAD/CAM 시스템의 장단점이해, 선택, 적용 넷째, Bonding의 중요성을 들 수 있다. 또한 얼마의 기공물을 생산할 수 있는지, 짧은 시간 내에 많은 가공물을 생산, 기계의 장기간의 강성, 정밀성 유지 등 전체 시스템을 보고  판단해야 한다.
현존하는 시스템들 중 기계적인 생산성이 좋은 제품도 드물며, 좋다고 하더라도 scan하는 시간이 오래 걸린다거나, cad design에 많은 시간이 걸리는 제품이 많다. 이런 모든 사항을 고려해서 선택하는 것이 현명한 판단이라고 생각된다.

2.올세라믹의 분류

그림 5.
올세라믹은 구조에 있어서 말 그대로 금속이 안 들어간 형태를 말하며 저작압에 견딜 수 있고 치아색 재현이 가능한 합성 세라믹재료로 어느 정도 빛투과도성을 가지고 있어야 한다.
올세라믹의 분류는 크게 Esthetic ceramic 과 structural ceramics 으로 구분된다.
강도와 filler의 성분이 어떠냐에 따라 분류되어지는데 glass 함유량에 따라서도 분류되기도 한다. 올세라믹의 종류를 잘 알고 지대치의 상황이나 적응증에 따라서 소재를 잘 선택하는 것이 임상에서 좋은 결과로 이어지는 지름길이 될 것이다.


3.지르코니아 
      
3지르-Tetragonal Zrconia

경제 및 생활수준의 향상됨으로써 환자의 심미적인 요구가 높아지면서 금속이 없는 올세라믹 보철물의 선호도가 높아지는 추세이다. 기존의 올세람의 대표주자인 엠프레스와 인세람은 장기간의 기공 제작기간과 강도의 결점 때문에 임상적 사용이 제한되었었다.
치과계에서는 금속의 강도를 가지고 있는 이상적인 세라믹의 출현을 기다려 왔는데 거기에 가장 잘 부합되는 것이 지르코니아라는 소재라고 할 수 있겠다. 지르코니아는 높은 굴곡강도와 심미성 생체친화적이란 장점과 금값 상승이란 시류에 편승하면서 현재 치과계에서 가장 많이 사용되어지고 있는 올세라믹 소재이다. 하지만 지르코니아의 하얀색의 코어가 가지는 밝은 명도의 비심미성을 극복하기 위해 많은 기공술식이 필요하다. 그래서 현재에는 지르코니아조차도 좀더 투명한 소재를 사용하기를 원하고 있다.

지르코니아의 소재가 불투명하다면 그림 9에서처럼 yellow시한 코어로 나타난다.
그림 10에서처럼 소재 자체가 투명하다면 red orange시한 느낌으로 나타난다.
그림 9와 같이 임상에서의 경험은 실패로 종종 나타나곤 한다. 변연의 화이트한 느낌은 지울 수가 없었다. 많은 경험에 비쳐볼 때 해결하는 방법은 변연의 위치설정과 collarless margin과 스테인 처리하는 방법을 들 수 있지만 여러 가지 여건과 강도 문제로 인해서 소재자체에 더 힘을 싣고 싶다. 많은 블록회사에서도 이런 소비자의 욕구를 충족시키기 위해 소재를 개발하는 것으로 안다. 소재가 투명한 것은 임상적으로 여러 가지 장점이 분명이 있을 것이다.

4. CAD/CAM을 위한  prep의 제안

CAD/CAM에 있어서 prep은 아무리 강조해도 지나치지 않는다. 하지만 현재 많은 치과에서는 아직도 예전의 prep에서 벗어나지 못하고 있다. 어느 정도의 prep만으로 치과기공사가 만들어줬던 시대에서 CAD/CAM 시대로 넘어오면서 prep이 변화했음에도 불구하고 여전히 예전의 prep을 벗어나지 못하고 있다.
그림 13에서 보는 봐와 같이 지대치가 너무 날카로우면 밀링이 제대로 되지 않는다. 최소한 밀링버의 직경(1.0mm)이상이 되고 둥글게 마무리해야 한다. Prep이 제대로 되지 않을 경우 그 피해는 모두 사용자가 져야 한다. 치과와 원활한 소통이 꼭 필요하다고 하겠다. 그림 14와 15에서는 좋은 fitting을 얻어낼 수가 없다. Prep이 좋다면 그림16에서와 같이 좋은  fitting을 CAD/CAM에서 얻어낼 수가 있다.


그림 15 그림 16. Good fitting

5.사용자가 꼭 지켜야 할 CAD design

1) CAD design

그림 20.

우리는 일반적인 보철에서도 마찬가지지만 CAD/CAM에 있어서도 항상 디자인에 신경을 써야 한다. 디자인이 제대로 이뤄지지 않으면 포세린의 파절을 종종 경험하게 된다. 그럼 왜 디자인에 신경 써야 할까? 지르코니아의 굴곡강도는 900~1200MPa 정도이다. 하지만 위에 사용되어지는 포세린 파우더의 강도는 80~120MPa이다. 지르코니아의 굴곡강도가 강한 것이지, 위의 포세린의 강도가 강한 것이 아니다. 그렇기 떄문에 더욱더 디자인에 신경을 써야 한다.

 

그림 19에서처럼 단순히 지대치위에 코핑만 디자인한다면 포세린이 일률적으로 올라가지 못할 것이다. 이는 교합압을 받았을 때 포세린이 파절이 올 수가 있으므로 항상 컷백한 디자인의 형태가 되어져야 한다. 그림 21에서 자연치의 단면을 잘라서 일정두께를 정하고 콤파스로 외곽선을 그었을 때 이런 형태의 그림이 그려진다. 이런 형태의 디자인이 코핑의 디자인이다. 지르코니아의 디자인도 마찬가지이다. 일률적인 형태의 컷백이 되어져야 한다. CAD 디자인할 때 상당히 신경 써야 할 부분이다.
파절을 해결하기 위해 그림 23, 24에서처럼 통크라운을 얘기하곤 한다. 필자도 지르코니아 풀크라운을 임상에서 상당히 많이 작업을 해왔었다.
하지만 모델에서 세이드가이드와 맞춘 크라운과 구강 내에서의 크라운은 명도에서 상당히 차이를 보였다. 그리고 최대 단점은 구강 내에서의 교합조정으로 인해 스테인 글레이징이 지워져버려 상당히 비 심미적이라고 할 수 있을 것이다. 또한 대합치 마모도에 대한 확실한 결론도 안내려져 있다. 아직까지는 확실한 대안은 될 수가 없다고 생각이 든다.

그림 23.                          

그림 24.


2) Connector design

 

   CAD design에 있어서 사용자가 특히 중요시해야 할 사항은 연결부이다.
치과기공사의 입장에서 좀더 분리감과 심미성 때문에 연결부의 두께를 얇게 하는 경향이 있다. 얇게 했을 때는 연결부위가 강도가 약해져 부러질 수가 있다.
모든 구조물은 시간이 지남에 따라 강도가 저하된다. 지르코니아의 굴곡강도가 900MPa 정도지만 시간이 경과했을 때 강도는 저하 된다.연결부의 두께는 얇게 하면 파절의 위험이 생길 수 있다. 전치부에서는 7.00mm² 구치부에서는 9.00mm² 의 두께를 유지해야 한다. 그림 23에서 (세렉 시스템)와 같이 소프트웨어상에서 두께를 줄이면 빨간색의 경고 메시지가 나타나 사용자의 편의를 도와주는 시스템도 있다.


6.지르코니아 표면 처리

 

신터링 후에 때에 따라 다듬을 필요가 있을 때가 있다. 열이 나지 않는 다이아몬드버나 물이 나오는 터빈을 이용해서 마무리해야 마이크로 크랙을 방지할 수가 있다. 각 회사별로 나온  지르코니아 전용 연마기구를 사용하기 바란다.


지르코니아를 빌드업하기 전에 피니싱을 하는 게 좋다. 그림 25와 같이 피니싱을 하시 않았을 때 물을 떨어뜨려보았다. 잘 고여 있는 게 보인다. 그림 26은 피니싱을 하고 난 뒤의 모습이다. 이처럼 피니싱을 해서 지르코니아의 젖음성을 확보해야 스테인이나 파우더가 훨씬 잘 스며든다는 것을 알 수 있다.

지르코니아를 표면처리 후에는 꼭 지켜야 할 사항이 열처리이다. Sandblasting, grinding, polishing 등을 하고 난 뒤에는 지르코니아의 열팽창 계수가 변한다는 것을 그림 27,28에서 알 수 있다.
T-zirconia의 열팽창계수는 10.8*10?6k이고 M-zirconia는 7.5*10?6k이다. 즉 무리하게 지르코니아를 연마하는 과정에서 T상에서 M상으로 상전이를 가져와 열팽창 계수의 차이로 인해 도재 작업의 실패를 가져올 수가 있다. 해결방법으로는 1000°C 부근에서  열처리 후 도재작업을 해야 한다.


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 2
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.
Chris 2012-08-12 05:04:28
Your answer lifts the itnelligence of the debate.

Shoosh 2012-08-10 08:20:05
I think you hit a bulslyee there fellas!

주요기사