Abstract
Purpose: The purpose of this study was to evaluate the accuracy of zirconia inlay manufactured using additive manufacturing with Digital Light Processing(DLP) printer.

Materials and methods: After scanning a master model, design anatomical restoration using software to obtain a STL file. It is manufactured by additive manufacturing(Digital Light Pro-cessing, DLP) (N=3). STL files are obtained by scanning the internal surface of the produced restorations. After setting the design STL as reference data using the geomagic control X, the STL file produced by DLP are superimposed. Analyze the trueness using the obtained RMS value.

Result: The obtained RMS value was 20.57±3.00㎛ for the crown produced using additive manufacturing(DLP).
Conclusion: Restorations manufactured using DLP zirconia printer were considered clinically acceptable.

Keyword : Zirconia, ZrO2 paste, 3D printing, trueness, Digital Light Processing(DLP)

 

 

서론
치과용 지르코니아 소재는 우수한 미적 특성과 생체 적합성으로 인해 점점 더 많이 사용되고 있다. 지르코니아 수복물은세라믹 수복물 중에서도 가장 강도가 높으며, 자연 치아에 가까운 색조를 재현할 수 있어 환자들에게 심미에 대한 만족을 제공한다.

대부분의 지르코니아 수복물은 전통적인 절삭가공 방식을 통해 제작되었지만, 이러한 방식은  제작 시간이 길고 마진과 같은 아주 얇은 부위를 재현해내는 것에 한계를 가지고 있다. 최근에는 3D 프린팅 기술인 적층가공 방식이 발전함에 따라, 지르코니아 재료를 사용한 적층가공 수복물이 주목받고 있다.

적층 가공 방식은 생산 속도가 적층되는 높이와 관련있으므로 플레이트내에 다수의 수복물을 배치한 후 제작할 수 있어 시간과 작업의 효율을 극대화할 수 있다. 그러나 적층가공 방식으로 제작된 지르코니아 수복물의 정확도에 대한 연구는 아직 부족한 상태이다.

수복물의 정확도가 낮으면 환자의 지대치의 적합이 좋지 못해 시멘의 용해나 2차 우식의 가능성이 있다. 이러한 맥락 속에서, 본 연구는 적층가공 방식을 사용하여 제작된 지르코니아 인레이의 내면 정확도를 평가하고자 한다.

연구 방법 및 재료

1. 연구 대상 및 모형 제작
본 실험을 위해 교합면에 와동이 형성된 주 모형 (D85DP-500B.1, Nissin Dental, Japan)을 준비하였다.

구강스캐너(Trios 5, 3 shape, Denmark)를 사용하여 모형을 스캔 후 CAD software(3Shape Dental Designer, Copenhagen, Denmark)로 해부학적인 형태의 수복물을 디자인하였다.

3D 프린팅을 위해 수복물의 standard tessellation language (STL) 파일을 프린터 전용의 슬라이스 파일로 불러온 후 NC파일을 DLP 방식의 3D 프린터(INN-CERA, AON Co.,Ltd, Korea)로 추출하여 수복물을 적층하였다. 적층이 완료된 후 출력물을 분리한 후 에탄올로 잔여물을 세척하였다. 디바인딩과 신터링 단계는 제조사에서 권장하는 스케줄로 설정하여 진행하였다. 

 

2. 3분석방법
구강스캐너(Trios 5, 3 shape, Denmark)를 사용하여 수복물의 내면을 스캔하여 STL 형식으로 파일을 생성하였다. 3차원 평가 소프트웨어(Geomagic Verify, 3D systems Inc., Rock Hill, SC, USA)상에서 내면을 제와한 부위를 제거하고 reference CAD 파일과 중첩하여 진실도를 평가하였다. 수복물의 내면 진실도 분석 결과 RMS값 평균은 20.57±3.00 ㎛이었다(Figure 2).

고찰 및 결론
본 연구에서는 적층가공으로 제작한 지르코니아 수복물의 정확도의 수준을 평가하여 유용성을 입증하고자 했다. 정확도는 디자인 CAD 파일과 제작된 수복물을 스캔한 파일을 중첩하여 RMS 값을 도츨하는 진실도 평가로 진행하였다.

이는 적층 제작된 수복물이 본래 제작하려고 의도한 형태에 대해 어느 수준으로 재현한 것인지 3차원의 정성적, 정량적 평가가 가능하다. 평가 결과 RMS값 평균은 20.57±3.00 ㎛이었고, 마진에 가까운 내면은 최대 58㎛, 대부분의 영역이 10㎛이내의 오차를 의미하는 녹색으로 관찰되었다. 따라서 적층가공으로 제작한 지르코니아 수복물의 정확도는 높은 수준이라고 판단되어진다. 

 

현재 치과분야에서 활발히 사용되고 있는 적층가공 소재는 임시 수복물이나 구강 모형을 제작하는 레진과 보철물의 코어에 사용되는 금속 소재 등으로 지르코니아는 적층가공으로 제작하는 것이 보편화되어 있지 않다.

세라믹 소재 특성 상 액상이나 분말형태의 입자의 결합을 위해 높은 온도가 필요하고, 고온에서 적층하는데 한계가 있기 때문에 세라믹 소재 자체를 적층 시키는 방식보다는 광경화성 레진 바인더를 혼합시킨 점토 상태의 소재를 사용한다.

이는 한층씩 광원을 이용하여 레진 입자가 섞인 세라믹 층을 경화시켜 출력물은 완성하는 방식이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 과정이 진행된 지르코니아 수복물의 정확도를 평가하였고, 선행연구들의 절삭가공방식의 지르코니아 정확도와 비교하였을 때 높은 수준이라 판단하였다.

그러나 완성된 출력물은 기존의 절삭방식의 소결시간보다 더 길고 소결 단계 전 디바인딩 단계도 거쳐야하기 때문에 변형될 가능성이 있다. 따라서 이러한 과정에 변수를 두어 더 높은 정확도를 가진 수복물을 생산해내기 위해 더 많은 연구들이 후속되어져야할 것이다.