[최신 치의기공임상학술논문] 3D 프린팅을 사용해 제작한 세라믹 인레이 보철물의 2차원 적합도 평가
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[최신 치의기공임상학술논문] 3D 프린팅을 사용해 제작한 세라믹 인레이 보철물의 2차원 적합도 평가
  • 제로편집팀
  • 승인 2020.02.27 14:05
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지금까지 3D 프린팅 기법에 있어서 주로 이용되고 있는 소재는 레진과 왁스이며, 이들 소재로 임시 보철물, 교정용 장치 또는 수술용 Guide를 제작한다. 그렇다면 세라믹 소재로 3D 프린팅을 할 수는 없을까? 현재로서는 소재의 특성 때문에 이것은 임상적 적용이 불가능한 것이 현실이다.
그래서 저자들은 레진으로 3D 프린팅을 하고, 이것을 세라믹으로 가압 주조함으로써 세라믹 인레이를 제작하는 방법을 생각해 냈다. 그리고 이것의 임상적 활용성을 가늠하기 위해 구강 내 스캐너와 모델 스캐너를 활용하였고, 완성된 세라믹 인레이의 적합도를 측정하였다.
기공 실무적 아이디어가 적용된 임상적 의미가 있는 시도라고 생각한다.

김웅철  고려대학교 명예교수·㈜피스티스 고문

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Purpose
The purpose of this study is to evaluate the two-dimensional internal fit of inlay prostheses fabricated using 3D printing

Material and method
The mandibular first molar was selected as the study model and the digital impression was the model scanner and the intraoral scanner which are different types of scanners. The abutment was scanned and the file was saved as an STL file. Inlay prostheses were fabricated with 3D printing system. Two - dimensional fit of the fabricated inlay was evaluated using silicon replication technology. Two-dimensional fit analysis was performed using independent t-test(P<0.05).

Result
The mean of the model scanner group was 111.83(±47.11)㎛, and the mean of the intraoral scanner group was 71.17(±20.45)㎛.

Conclusion
Statistically, no significant difference was found between the internal fit of the two groups (P> 0.05). However, prostheses fabricated with digital impression were clinically applicable


서론
치과분야에 CAD/CAM(Computer-Aided Design / Computer-Aided Manufacturing) System의 도입으로 치과 보철물을 제작하는 과정이 단순해지고 있다.
최근에는 절삭 가공 방식과 적층 가공 방식이 개발되었다. CAD/CAM System을 사용하게 되면서 다양한 변화가 찾아왔다.
지르코니아, 세라믹 등 치아와 유사한 색을 나타내는 재료들의 발전으로 심미적인 재료들이 발전하고 있다. 이러한 재료들은 치과 보철물 중 가장 큰 비중을 차지하고 있는 Crown,  Inlay 보철물을 제작할 때 사용되며 자연치아와 유사한 색을 나타내기 때문에 심미적으로 뛰어난 보철물을 제작할 수 있다.
CAD/CAM이 도입되기 전에는 구강을 복제하고 석고를 주입한 뒤 석고모형에 Wax-up으로 왁스 모형을 제작하고 최종 보철물을 완성했다. 그러나 디지털 방식의 제작방법이 치과에 도입된 후 수작업으로 진행되었던 제작과정이 디지털을 이용해 진행되고 있다.
인상과정은 우수한 보철물을 제작하기 위한 단계 중 단연 중요한 과정 중 하나이다. 환자의 구강 환경을 복제하는 과정에서 오차가 발생한다면 다음 과정에서 오차가 발생하지 않더라도 복제된 환자의 구강 환경에서 이미 오차가 발생했기 때문에 정확한 보철물을 제작할 수 없다.
심미적으로 우수한 보철물을 제작하더라도 환자의 구강에 세팅하는 과정에서 오차가 발생한다면 2차 우식증과 치주염 등이 발생하게 된다.

디지털 인상과정은 CAD/CAM 시스템을 사용을 위해 필요한 첫 번째 단계이다. 최근 개발되는 스캐너는 두 가지 형태로 개발되고 있다. 환자의 구강을 인상재로 복제하고 석고모형으로 제작한 뒤 석고모형을 모델 스캐너를 이용해 스캔 데이터를 STL 파일로 저장한 후 CAD 프로그램으로 디자인하는 방법과 구강 스캐너를 이용해 환자의 구강 환경을 직접 복제하고 스캔 데이터를 STL 파일로 저장하여 CAD 프로그램으로 디자인하는 방법이 있다.

디자인한 파일을 이용해 제작하는 방식은 크게 절삭 가공하거나 적층 가공해 제작한다.
절삭 가공은 밀링머신을 이용해서 보철물을 절삭하는 방식, 3D 프린터를 이용해 적층하는 방식으로 나뉜다.
그러나 최근 개발된 3D 프린터를 이용해 제작한 보철물의 적합도에 관한 연구는 부족한 실정이다.
그러므로 본 연구에서는 구강 스캐너와 모델 스캐너를 이용해 3D  프린터로 제작한 프레스 인레이의 2차원 내면 및 마진 적합도를 비교평가 하는 것이다.

 

연구대상 및 방법

1. 지대치 선정 및 디지털 인상l
본 연구에서 지대치는 하악 좌측 제 1대구치를 연구모형으로 선정했다. 구강을 직접 스캔하는 Intraoral Scanner(Trios 3, 3-Shape, Copenhagen, Denmark)와 모델을 스캔하는 방식의 Model Scanner(E1, 3Shape, Copenhagen, Denmark)를 이용하여 2번씩 스캔해 디지털 인상 데이터를 준비했다.

2. 시편 제작
본 연구에서는 디자인 프로그램(CAD Software)을 이용해 Inlay를 디자인하였다. 연구에서 사용된 디자인 파일은 동일한 파일을 사용했다. 제작된 디자인 파일을 3D 프린터를 이용해 레진 패턴을 적층 가공했다. 3D 프린터의 적층 방식은 DLP(Digital Lighting Process)방식으로 광경화성 액상 수지를 사용하며 빛으로 광경화성 수지를 고형화하는 방식이다. 모델 스캐너와 구강 스캐너 그룹 모두 동일한 3D 프린터로 레진 패턴을 제작했다. 제작된 레진 패턴을 동일한 소환 온도, 시간으로 소환하고 프레스 세라믹 인레이를 제작했다.

3. 2차원 적합도 분석
준비된 연질 실리콘(Aquasil Ultra XLV; DENSPLY DeTrey GmbH, Konstanz, Germany)을 인레이 보철물에 주입하고 INSTRON(OUT-05D, Oriental TM Corp, Gyeonggi-do, Korea)을 이용해 5분 동안 50N의 압력을 가하고 적합하였다. 연질 실리콘이 경화되면 경질 실리콘(Aquasil Ultra Rigid; Densply DeTrey)으로 지지했다. 협설 방향으로 절단하고 디지털 현미경(KH-7700; Hirox, Tokyo, Japan)으로 측정지점을 측정했다<Fig. 1>.

4. 통계분석
모델 스캐너와 구강 스캐너를 이용해 제작된 세라믹 인레이의 2차원 내면 적합도 값은 통계프로그램 (IBM SPSS Statistics 21; IBM SPSS Inc)을 이용해서 분석하였다. 두 그룹의 평균값은 모수검정인 T-test를 이용해 분석하였다.

 

결과
 

Model scanner를 이용하여 제작한 그룹 내면 적합도의 평균은 111.83(±47.11)㎛이었고 Intraoral scanner를 이용하여 제작한 그룹 내면 적합도의 평균은 71.17(±20.45)㎛이었다.
마진 적합도 평균은 Model scanner 그룹은 70.25(±19.99)㎛, Intraoral scanner 그룹은 45.00(±8.76)㎛이었다.

고찰 및 결론
본 연구에서는 최근 개발되고 있는 스캐너와 3D 프린터를 이용해 제작한 프레스 세라믹 인레이의 적합도를 비교하고 분석한 것에 의의가 있다. 모델 스캐너와 구강 스캐너를 이용하여 제작한 세라믹 인레이 사이에서는 유의한 차이가 나타나지 않았다 (p>0.05). 두 가지 스캐너 모두 임상적으로 허용되는 120㎛의 허용범위보다 적은 수치로 임상에서 충분히 사용 가능할 것으로 판단되며 치과 보철물을 제작하는 과정에서 수작업으로 진행되던 여러 가지 과정이 단축되면서 우수한 보철물 제작이 가능할 것으로 생각된다.
 더 나아가 원데이 보철물 제작이 가능해졌다고 볼 수 있다.
그러나, 본 연구에는 몇 가지 한계점이 존재한다. 구강 스캐너의 경우 환자의 구강을 직접 스캔하지 못하였으며 MO 와동에 대한 평가에 그쳤고 시편의 수가 매우 적다는 한계점을 가지고 있다. 앞으로의 연구에서는 다양한 와동의 인레이에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

 


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