abstract
Purpose: This study aimed to evaluate the marginal and internal discrepancy of the zirconia core fabricated by subtractive manufacturing and additive manufacturing method.
Materials and methods: A model of the maxillary central incisor for zirconia coping was prepared as a reference model. 3 specimens were fabricated by subtractive manufacturing and additive manufacturing method respectively. The scanned data of 6 specimens were obtained using an extraoral scanner and the marginal and internal discrepancy was evaluated using root mean square (RMS) value. Differences in measurement variables between manufacturing methods were statistically analyzed by using independent t-test.
Result: The marginal and internal trueness mean values of zirconia coping fabricated by subtractive manufacturing were 16.9㎛ and 14.6㎛. The marginal and internal trueness mean values of additive manufacturing were 30.1㎛ and 53.0㎛. The marginal and internal precision mean values of zirconia coping fabricated by subtractive manufacturing were 19.9㎛ and 7.3㎛. The marginal and internal precision mean values of additive manufacturing were 25.6㎛ and 20.2㎛.
Conclusion: The accuracy of the zirconia core fabricated by additive manu-facturing method was higher than subtractive manufacturing method, but the accuracy was within the clinically acceptable range.
서론
기존의 치과용 도재 수복물은 작업 과정이 길고 복잡하여 대안으로써 CAD/CAM 시스템을 이용한 절삭가공 방식을 이용해 치과용 세라믹 계열인 지르코니아를 가공하였고 지르코니아 수복물의 제작과 쓰임이 증가하고 있다. 절삭가공 방식은 높은 정확도와 반소결 상태인 블록 형태의 지르코니아의 높은 강도로 인해 널리 상용화 되었지만 재료의 소모가 많고 미세 부위와 언더컷에 대한 재현이 버의 축과 각도의 한계로 인해 어려운 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 치과 분야에서는 적층가공 방식이 연구 및 개발되고 있는 추세이다. 이 때 수복물의 정확도가 낮다면 마진 적합 불량 및 세멘의 용해 등으로 2차 우식을 유발할 가능성이 존재하므로 환자 구강 내에서 치아 부분을 수복한 대체물로써 반 영구적으로 기능을 수행할 수 있는가에 대한 중요한 척도라고 할 수 있다. 최근 연구에 따르면 적층가공 방식의 치과용 지르코니아 단일 수복물의 정확도가 임상 한계치 범위 안에 포함되어 임상 적용이 가능하다고 보고한 바 있다. 하지만 단일 수복물 이외에 지르코니아 코핑의 연구는 부족한 실정이다. 따라서 이 연구의 목적은 절삭가공 방식과 적층가공 방식으로 제작한 치과용 지르코니아 코핑의 내면 및 마진의 정확도를 평가해보고자 한다.
연구 방법
1. 모형 선택 및 수복물 제작
지르코니아 코핑을 제작하기 위해 상악 우측 중절치가 프랩 된 치아모형(D85DP-500B.1, Nissin Dental, Japan)을 주모형으로 이용했다. 모델 스캐너(Identica Blue, Medit, seoul, korea)로 주모형을 스캔하고 CAD software(3Shape, Copenhagen, Denmark)를 이용하여 해부학적인 형태의 중절치를 디자인한 후 코핑 형태로 컷백했다. 디자인된 파일은 STL 형식으로 저장 후 CAM system의 절삭가공 방식인 DA group(DATRON D5, Datron Dynamics, Inc, Milford, USA)과 적층가공 방식(Stereo Lithography Apparatus)인 CE group(CERAMAKER 900; 3DCeram Co)으로 시편을 각각 3개씩 제작했다(Fig 1).
2. 3차원 평가
3차원 정확도 평가를 위해 총 6개의 시편을 모델 스캐너(Identica Blue, Medit, seoul, korea)(Fig 2)로 스캔하였다. 스캔 된 데이터는 STL 파일로 저장 후 내면과 마진 부분을 구분하여 편집하였고 3차원 평가 프로그램(Geomagic control X, Geomagic Gmbh, Germany)을 사용하여 Best fit alignment로 중첩하였다. 중첩된 각 데이터의 편차를 분석하기 위해 정성적 결과 지표로써 3차원 색차 분석을 생성했다. 색차 분석의 편차범위는 -50um에서 +50um까지이며 색상으로 구분된다. 파란색 영역은 음의 편차를 나타내며 빨간색 영역은 양의 편차를 나타낸다(Fig 3,4). 정확도 평가를 위해 RMS 값(Root mean square)을 적용하여 계산하였다. 공식은 다음과 같다. N은 총 측정 포인트 수, X1은 기준 데이터의 측정 포인트, X2는 크라운 스캔데이터의 측정 포인트이다. RMS 값이 낮으면 높은 정확도를 나타낸다.
3. 통계분석
데이터 자료는 통계 프로그램(IBM SPSS Statistics v25.0, IBM Corp, Armonk, NY, USA)을 이용하여 분석하였으며, 두 그룹 간의 평균 차이를 확인하기 위해 독립 표본 t-test를 실시하였고 유의수준은 P<0.05로 설정하였다.
연구결과
정확도 평가 결과는 table1과 같다. 진실도의 경우 내면의 RMS 값과 표준편차는 DAgroup은 14.6(±1.8)㎛, CEgroup은 53um(±0.8)㎛의 오차를 나타냈고(P<0.001), 마진의 경우 DAgroup은 16.9(±2.0)㎛, CEgroup은 30.1(±3.8)㎛로 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다(P<0.01). 정밀도의 경우 내면의 평균값과 표준편차는 DAgroup은 7.3(±0.9)㎛, CEgroup은 20.2um(±1.2)㎛의 오차를 나타냈고(P<0.001), 마진은 DAgroup은 19.9(±9.5)㎛, CEgroup은 25.6(±9.9)㎛로 통계적으로 유의한 차이가 없었다(P>0.05).
고찰 및 결론
절삭가공 방식은 치과용 지르코니아 수복물을 제작하는데 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 최근에는 적층가공 방식이 발전함에 따라 절삭가공 방식이 못지않게 정확도와 속도가 우수해지고 재료의 소모를 줄임으로써 적층가공 방식으로 제작한 수복물에 대한 연구 및 개발이 활발해지고 있는 추세이다. 하지만 이러한 연구는 레진이나 금속 소재를 이용한 연구가 대다수로 세라믹 정확도에 관한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구의 결과, CE group의 지르코니아 코핑의 RMS 값이 DA group의 RMS 값보다 높았다. 하지만 통상적인 임상 허용 오차 범위내에 있으므로 임상적 의의가 있다. 제한점으로, 본 연구는 예비실험으로 시편의 개수가 적다는 점과, 기공사의 숙련도에 따라서 정확도의 정도에 영향을 줄 수 있다. 앞으로 시편의 개수를 늘리거나 전치 외의 코핑을 제작하여 평가하는 연구가 후속되어야 할 것이다.
