[최신치의기공임상학술논문] Digital light processing 3D printing 기술로 제작한 세멘리스 유형의 임플란트 임시 치아의 진실도 평가
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[최신치의기공임상학술논문] Digital light processing 3D printing 기술로 제작한 세멘리스 유형의 임플란트 임시 치아의 진실도 평가
  • 제로 편집팀
  • 승인 2021.11.04 09:10
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Trueness evaluation of provisional restorations of cementless type implant manufactured by digital light processing 3D printing

Abstract
The purpose of this study was to analyze trueness of the provisional restorations of cementless type implant manufactured by digital light processing 3D printing. A patient’s oral cavity was scanned using an intraoral scanner. Provisional restoratives were designed using a dental software(3Shape, Copenhagen, Denmark). Provisional restoratives were fabricated by DLP type 3D printer. The fabricated provisional restoratives were scanned to obtain scan data of internal segment. By superimposing the scan data onto the reference CAD design file, trueness was calculated(#13, #14, #15, #16, #23, #24, #25, #26). The internal RMS values of #16, #15, #14, #13, #23, #24, #25, #26 was 33.8, 30.1, 34.1, 29.5, 26.1, 32.2, 36.2, 36.7 μm respectively. The internal trueness of provisional restorations fabricated by DLP 3D printer was were within the clinical acceptable range.

* 교신저자(Corresponding author) : 김지환, kjh2804@korea.ac.kr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

서론 
최종 보철물을 세팅하기 전 심미, 저작, 발음의 기능을 수행하는 임시 보철물은 프랩된 치아의 치수 및 치주 조직을 보호하며 주변 치아가 이동하는 것을 방지하여 환자의 교합 고경을 보존하는 역할을 한다. 따라서 임시 치아를 제작할 때에 재료의 기계적 특성 및 제작 방식을 고려해야 한다.  
임시 보철물을 제작하는 방법은 간접법과 직접법이 있다. 직접법은 환자의 구강 내에서 직접 수복하는 방식이며 간접법은 환자의 구강 외에서 보철물을 제작하여 장착하는 방식이다. 디지털 치과 산업의 발전으로 인하여 CAD/CAM(computer-aided design/ computer-aided manufacturing) 시스템을 이용한 간접법의 임시 보철물 제작 방식의 쓰임이 증가하고 있다. 
CAD/CAM 시스템을 이용한 임시 보철물의 제작과정은 먼저, 프로그램 상에서 디자인한 보철물의 STL 파일을 토대로 블록 형태의 재료를 절삭 가공하는 방식을 사용하게 된다. 이때 여러 단점이 존재한다. 절삭 기구의 마모도가 높으면 보철물의 미세 부위 재현성 떨어지고 절삭 시 소모되는 재료의 양이 많으며 버(bur)의 축, 각도에 따라 언더컷 부분이 STL 파일과 동일하게 재현시키는 것에 한계가 있다.
최근 임상에서는 이러한 절삭 가공의 단점을 보완하고 제작 시간을 단축시키는 치과용 3D 프린터를 이용한 제작 방식이 활발하게 사용되고 있다. 디자인 STL 파일을 전용 CAM 소프트웨어를 이용하여 슬라이싱한 후 2차원으로 층층이 적층하여 보철물을 제작한다. 본 연구에서는 광원을 광경화성 레진에 조사하여 적층하는 Digital Light Processing (DLP) 방식을 사용하였다. 

 


연구 방법

1. 임시치아 디자인
임플란트 수술 후 구강 스캐너(Cerec Primescan AC, Dentsply Sirona, Bensheim, Germany)를 사용하여 환자의 구강을 스캔하였고 디자인 프로그램(3Shape, Copenhagen, Denmark)을 사용하여 다음과 같이 임시치아를 디자인하였다. 디자인 파일은 STL 형식으로 저장하였다(Fig 1).

 

2. 임시치아 제작
 DLP type 3D printer (Asiga, Sydney, Australia)로 상악 전치부와 구치부를 포함한 총 3개의 브릿지를 출력하였다(Fig 2). 

 

3. 3차원 평가
구강 스캐너(Cerec Primescan AC, Dentsply Sirona, Bensheim, Germany)로 상악 부분에 해당하는 총 3개의 브릿지의 마진을 포함한 내면을 스캔하였다. 정확한 중첩 및 평가를 위하여 3차원 평가 소프트웨어 (Geomagic Verify, 3D systems Inc., Rock Hill, SC, USA)를 사용하여 내면부와 마진부를 제외한 불필요한 부분을 편집하고 삭제하였다. Reference CAD 파일과 제작된 임시치아를 스캔하여 편집한 STL 파일의 각각 내면, 마진의 데이터를 자동으로 정렬한 후 Best fit alignment 기능을 사용하여 중첩시켰다. 총 5개 브릿지의 내면을 중첩 후 편차를 Root Means Square (RMS)값으로 계산하였다.

연구결과
임시치아의 Trueness 분석 결과 다음과 같다. 파닉 부분인 11, 12, 21, 22 번 치아를 제외한 16번 치아의 내면 RMS 값은 33.8 μm, 15번 치아는 30.1 μm, 14번 치아는 34.1 μm, 13 번 치아는 29.5 μm, 23번 치아는 26.1 μm, 24번 치아는 32.2 μm, 25번 치아는 36.2 μm, 26번 치아는 36.7 μm으로 측정되었다. 23번의 RMS 값이 26.1 μm으로 가장 높은 정확도를 보였고 26번의RMS 값이 36.7 μm으로 가장 낮은 정확도를 보였다. 각각의 내면은 Fig 0과 같이 -50 μm에서 +50 μm 범위로 설정한 컬러맵으로 편차를 나타내었는데, 편차가 양(+)으로 크면 빨간색, 음(-)으로 크면 파란색, 편차가 0에 가까울수록 녹색을 의미한다. 대체적으로 모든 마진부위에서 녹색 부분이 많이 보였고, 내면에 직각부위에서 양의 오차인 빨간색 부위가 관찰되었다.

 

고찰 및 결론
본 연구의 목적은 Digital light processing 3D printing 기술로 제작한 세멘리스 유형의 임플란트 임시 치아의 진실도를 평가하는 것이다. 내면과 마진의 높은 정확도는 임상 적용에 있어 갖춰져야 하는 필수 요소이다. 최근 세멘리스 형태의 임플란트 보철의 제작이 늘고 있는데, 세멘을 사용하지 않고 스크류에 유지를 얻는 만큼 매우 정밀한 보철물이 요구되어 진다. 따라서 본 연구에서는 DLP 방식으로 제작된 실제 환자의 임시치아의 내면 및 마진 부위의 정확도를 평가하였다. 치과 보철물에서 요구되어지는 정확도의 수치가 120 μm이내로 보고되어지고 있는데, 이에 비교하여 본 연구에서 평가한 내면 값은 정확도가 높다고 볼 수 있다. 그러나 하나의 임상케이스가 아닌 정형화된 스터디 모델을 이용하여 시편의 개수를 늘려 제작한 임시 치아 정확도 평가 연구나 다수의 임상케이스를 평가한 연구가 더 진행되어야 할 것이다.

 

*본 연구의 임상데이터는 덴하우스 구강악안면외과 치과의 지원을 받았으며, 스캔 작업은 치위생사 이동훈 선생님의 도움으로 진행되었습니다.


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