Abstract
Dental computer-aided design/computer-aided manufacturing system(CAD/CAM) has recently received increasinginterest in modern dentistry, since it can produce artificial teeth made of ceramics(e.g., zirconia and alumina) with outstanding esthetically pleasing appearance. One of the most important prerequisites for the success of dental CAD/CAM system is the capability of achieving accurate data acquisition(i.e. digitization) of a model, which would primarily determine the fit of dental restorations. Nowadays, two digitizing techniques are prevalently used, namely, the extraoral digitization of master casts and the direct intraoral data acquisition. Generally, it is preferred to immediately digitize impressions, in order to achieve the high precision of optical digitizing and shorten the production process.
서 론
Introduction
현재의 일반적인 치과 CAD/CAM 시스템은 고성능의 세라믹 같은 새로운 보철 재료의 이용을 가능하게 하였다. 3차원 표면의 이미지화는 고정성 치과 보철물의 제작에 필요한 입력 정보를 획득하기 위한 수
단이 되었다. 지대치를 가상 지대치로 전환하기 위한 여러 가지 디지털화 방법은 치과에 적용되었다. 그리고 치아 수복을 위한 자료 획득과 관련된 과정들은 이용되는 CAD 시스템에 따라 달라진다. 더욱이 구
강 내 스캐닝은 광학 디지털기기(optical digitizer) 사용이 필수적이다. 그러나 디지털화하기 위해 대상들은 불투명해야 하기 때문에 티탄 산화물 (titanium oxide)를 도포해야 한다. 이 과정은 표면의 형태를 변화시키고 내면 적합 (internal fit)의 정확성을 손상시킬 수 있다. 치과용 CAD/CAM 시스템에서 자료 획득의 요건은 표준화되진 않았지만 중요한 기준은 높은 정확도, 실제적인 모사의 정밀도, 효율적인 제조공정이다. 최종 보철물에서의 목표는 정밀한 내면 적합도의 획득과 접합 공간(cement space)의 두께를 확보하는 것이다. 선행 연구에서 다른 디지털화 장비를 이용하여 얻은 데이터의 질을 비교하고 석고모형과 주모형 사이의 기하학적인 차이점을 알아냈다. 다른 연구에서는 인상체로부터 직접적으로 고품질의 입력 자료를 얻을 수 있으므로 제조공정에서 작업모형 제작과정을 생략할 수 있게 되었다고 보고하고 있다.
그러므로 본 연구에서는 두 가지(에폭시 모형, 인상체) 서로 다른 가상의 모형을 바탕으로 상업적으로
이용 가능한 치과용 CAD/CAM 시스템(D-700, 3Shape A/S, Copenhagen, Denmark)을 사용하여 3-unit 지르코니아 구조물을 제작하였다(그림 1). 그리고 변연적합도와 내면적합도의 측정값을 바탕으로 레이저 스캐너의 인상체 디지털화의 잠재성을 평가하였다.
본 론
Materials and Method
1. 광학 스캐너를 이용한 인상과 에폭시모형의 디지털화
에폭시모형(epoxy model) 제작 후 비닐 폴리 실록산(vinyl poly siloxane)이 주성분인 인상재로 인상을 채득하여 레이저 스캐너를 이용하여 디지털화하였다. 컴퓨터에 의해 지르코니아 구조물의 가상 구도가 형성되었다(그림 2, 3).
2. 프로그램을 이용한 가상의 지르코니아 구조물 디자인
3. 지르코니아 구조물의 제작
10개의 주모형과 10개의 인상체를 디지털화하고 구조물을 CAD 프로그램(3shape)을 이용하여 디자인하였다. 0.5mm의 두께, 30μm의 접합 공간을 구조물에 부여하였다. 예비 소결된 zirconia bloc을 밀링하여 확대된 구조물을 제작하였다. 밀링 후 구조물은 전기로를 사용하여 1100 ℃까지 2시간 20분(약 7.8℃/min), 1100 ~ 1500 ℃까지 2시간 30분(약 2.7℃/min), 1500 ℃에서 2시간 계류, 그 후 전기로 안에서 서냉시킨 후 소결을 완성하였다.
4. 적합도의 결정
유지장치(retainer)의 내면에 light body를 채웠다. 그런 후에 구조물을 주모형의 지대치에 위치시켰다. light body silicone이 경화한 후에 실리콘 필름이 지대치 상에 남아 있도록 주의하면서 구조물을 제거하였다. 지대치와 구조물의 유지장치 사이의 공간(gap)을 나타내는 실리콘 필름은 대조 색상을 띠는 heavy body 실리콘을 적용함으로써 안정화되었다.
실리콘 복제(silicone replica)를 이용하여 변연(P1)및 내면(P2, P3, P4, P5, P6, P7) 적합도를 측정하였다(그림. 5-a). 4등분된 실리콘 복제는 해상도가 7000배인 디지털 현미경을 사용하여 형상화 하였다
(그림. 5-b). 그리고 프로그램을 이용하여 각 면에서 변연 및 내면 불일치를 측정하였다. 160배율로 고정
시킨 디지털 현미경을 사용해서 측정된 부위는 총 1000 지점이다(그림. 5-b).
5. 통계적 분석
모든 측정값은 윈도우용 SPSS V. 12.0 프로그램을 이용하여 통계처리하였다. 에폭시 모형과 인상체에서 획득한 데이터를 바탕으로 제작된 구조물의 변연 및 내면 불일치 평균값 비교는 모수 검정(Studentt-test)과 비모수 검정(Mann Whitney U-test)으로 유의성을 검증하였다. 신뢰구간은 95% 수준으로 시행하였다.
Results and Discussion
실리콘 복제의 두께에 상응하는 변연 및 내면 불일치를 4면(근심, 원심, 협측, 설측)의 7개 부위(P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7)에서 160배율로 측정하였다. 지르코니아 구조물의 총 불일치는 소구치(P4), 대구치
(P3)를 제외하고는 인상체에서 제작된 구조물의 불일치가 더 컸다(그림 6). 에폭시 모형의 소구치에서는
변연적합도에 대한 평균과 표준편차가 인상체에서 보다 작았으나 통계학적 유의한 차이는 없었다(P=0.074). 반면에 대구치에서는 유의한 차이를 발견할 수 있었다(P<0.001). 소구치의 근심(P6), 원심
(P1, P2, P6), 협측(P2, P5, P6), 설측(P5, P6)과 대구치의 근심(P1, P2, P5, P6), 원심(P1, P2, P5, P6), 협
측(P5, P6), 설측(P2, P4, P5, P6)에서 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 소구치(P2, P5, P6), 대구치
(P1, P2, P5, P6)에서 두 그룹(에폭시 모형, 인상체)간에는 통계학적인 유의한 차이가 보였다(Table 1).
변연 및 내면 불일치를 조사한 논문들은 많다. 그만큼 결과값들도 다양하다. Reich et al.은 평균 변연 불일치를 80 μm(Lava), 67 μm(Cerec Inlab)로 보고하였다. 다른 in vitro 연구는 평균적인 변연 불일치의 범위가 9~82 μm 사이라는 것을 알리고 있다. 임상적으로 받아들일 수 있는 변연 불일치의 범위를 60~80㎛로 볼 때 본 연구의 에폭시 모형에서 제작된 구조물의 변연 불일치의 결과는 범위 내에 속해 있다. 그러나 인상체에서 제작된 구조물의 변연 불일치의 결과는 좀 거리가 있었다.
Conclusion
본 연구는 에폭시 모형과 인상체를 디지털화하여 그 데이터를 바탕으로 치과용 CAD/CAM 시스템으로 지르코니아 3-unit framework을 제작하였다.
지대치를 대상으로 변연 불일치 및 내면 불일치를 평가하였다. 제한된 조건하에 진행된 본 연구에서는 인
상체를 디지털화하여 지르코니아 구조물 제작에 사용하는 것은 현재로서는 권장할 수 없는 방법으로 나
타났다. 본 연구를 기초 자료로 정확한 데이터를 획득하는데 영향을 미칠 수 있는 인상재의 연구(인상재
의 색상, 인상재의 재질, 인상재의 반투명도), 지대치 마진의 형태, 지대치의 길이, 그리고 스캐너의 기술
적 발전과 응용 능력에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
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*교신 저자 : kjh2804@korea.ac.kr
