절삭 가공 방식으로 제작한 코발트-크롬 소결 금속
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절삭 가공 방식으로 제작한 코발트-크롬 소결 금속
  • zero 편집팀
  • 승인 2016.02.29 16:37
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고려대학교 일반 대학원 보건과학과 치의기공전공a
Department of Dental Lab. Science & Engineering, College of Health Science, Graduate School, Korea University
치과캐드캠기자재 품질평가 연구회b
Evaluation Research Society of Dental CAD/CAM Devices and Materials
S.M 치과기공소 기업부설연구소c
S.M Dental Lab R & D Center
 

 

 

서론
치과 C A D/C A M(C omputer-a ided -design/Computer-aided-manufacturing) 시스템이 치과분야에 도입된 이 후 많은 변화가 있어왔다. CAD/CAM
시스템은 짧은 시간에 다량의 보철물 제작은 물론이고 높은 정밀도와 비용 부분에서도 효과적이어서 사용자의 만족도가 높은 수준에 이르고 있다.
최근 심미고정성보철물로는 치아 색과 유사한 금속도재관(Porcelain f used to metal c rown, PFM)과 지르코니아도재관(Porcelain f used to z irconia
crown, PFZ)이 주로 사용되고 있으나, 임상에서는 여전히 금속 도재관의 사용 빈도가 높은 추세이다.기존에 금속도재관의 하부 구조물의 제작은 주로 lost wax technique을 사용하여 왁스 조각, 매몰, 소환, 주조과정을 거쳐야만 했다. 그리고 이러한 번거로운 과정, 시술자에 따라 오차로 인해 보철물의 정확도에 대한 부정적인 영향을 미친다는 보고가 있었다.
그러나 최근에 이러한 단점을 보완해 줄 수 있는 코발트-크롬 소결 금속 코핑이 소개되고 있다. 이 방식에 있어서는 코발트-크롬 연질 블록을 CAM장비에 장착한 후 절삭 가공을 거치고, 이어서 정해진 소결 장비에서 일정한 시간을 소성하여 제작 한다. 기존의 복잡한 과정을 거치지 않아서 정확도에 대한 오차 확률을 최소화 할 수 있다는 장점이 있다고 한다. 이러한 적합도는 보철물의 장기적이고 안정적인 수명을 위해 매우 중요한 부분이다. 변연 적합도가 낮아 변연누출이 발생하게 되면 2차 우식증, 치주염 등으로 수복물의 실패로 야기 될 수가 있다.
따라서 본 연구에서는 절삭 가공 방식으로 만든 코발트-크롬 연질 금속 코핑의 적합도를 분석하여 임상적 허용 가능성에 대한 평가를 하고자 한다.

본론
1. 지대치 선정
본 실험을 위 해서 유치악 합 성수지치(ANA-4,Frasaco, Tettnang, Germany)의 교합면은 2 mm,축벽은 1.5~2mm 삭제하였고, 각도는 6°, chamfermargin으로 프랩하였다. 그리고 복제용 실리콘의 음형에 왁스를 녹여 부어, 프랩된 왁스형태의 지대치를 완성하였다. 완성된 지대치는 주조과정을 거쳐 master die를 제작하였다(Fig 1.).

 

2. 시편 제작
Master die를 인상용 실리콘으로 복제하여 15개의 study die를 만들었다. 그리고 이들을 스캔하고 코핑을 디자인 후 STL 파일로 저장했다. 모든 시편의 코핑의 두께는 0.5mm로 일정하게 하였으며, cement
공간 값을 30㎛로 부여하였다. 디자인이 완료된 STL 파일을 이용하여 코발트-크롬 연질 볼록(SoftMetal;LHK, Chilgok, korea)을 절삭 가공(CORiTEC 450i;Imes-icore GmbH, Eiterfeld, Germany)하였다. 절삭가공된 15개의 코발트-크롬 연질 금속 코핑을 소결장비를 통해서 소성하여, 금속 코핑을 완성하였다(Fig 2.).

Fig 2. Co-Cr sintering metal copings were completed by
sintering machine

3. 적합도 측정
변연 및 내면 적합도 평가는 비 파괴적 방식인 silicone replica technique을 이용하였으며(Fig 3.), 측정 장비는 Digital M icroscope(KH-7000)를 이용하였고, 확대율은 160배로 하였다.(Fig 4.).

Fig 3. Silicone replica technique method

 

Fig 4. Digital microscope(x160)

4. 통계분석
통계분석은 IBM SPSS statistics 21.0(IMB Co.)을 이용하였다.

5. 결과
결과 값은 표 1과 같았다. Table 1 . M ean, S tandard d eviation, 9 5% Confidence interval of marginal and internal gap for Co-Cr hard metal coping (units:㎛)

 

6. 고찰
본 연구에서는 코발트-크롬 소결 블록을 절삭가공 장비를 이용하여 15개의 소결 금속 코핑을 제작하였다. 그리고 소결 과정을 거쳐 코발트-크롬 경질 금속 코핑을 완성한 후 변연 및 내면 적합도 평가를 하였다. 이는 매몰, 소환, 주조과정을 개선할 수 있는 가공 방식의 유용성을 알아보기 위한 하나의 방안으로 변연 및 내면 적합도 연구를 하였다는데 의의가 있다고 본다.
본 연구에서는 변연 및 내면 적합도를 비 파괴적인 방식으로 측정하기 위해 silicone replica technique을 사용하였다. 이를 위해 코핑 내면에 실리콘 light body를 채우고 50 N의 압력을 가하고 5분 동안 유지하였다. light body가 경화가 되고 코핑을 분리한 다음 medium b ody를 안전하게 감싸주었다. 그리고 본 실험에서의 대표적인 변연 적합도의 임상적 허용 기준은 McLean과 von Frauenhofer가 제시한 120㎛로 설정하였다.
본 실험에서의 변연 적합도는 120 ㎛ 이내에 존재하였으며, 교합면 부위가 가장 크게 나타났다. 이러한 현상은 기존 문헌에서 CAD/CAM 시스템의 전형적인 현상이라고 보고된 바 있다.
본 실험에서는 싱글 코핑 만을 대상으로 하였으므로 일반화하기에는 한계성이 존재한다고 볼 수 있다.
향후 이어질 연구에서는 보다 긴 교의치를 대상으로 하는 등 다양한 적합도의 평가가 이루어져야 될 것으로 본다.

결론
본 실험의 연구 결론은 아래와 같다.
코발트-크롬 연질 금속 코핑의 적합도는 임상적으로 허용 가능한 범위 내에 존재하였다.


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