[논문]치과용 캐드캠 스캔전용 석고와 Type IV 석고로 제작된 작업모형의 표면조도 비교 연구

김사학; 김재홍

doi:10.17135/jdhs.2014.14.4.455

치과용 캐드캠 스캔전용 석고와 Type IV 석고로 제작된 작업모형의 표면조도 비교 연구
Comparative Study of the Surface Roughness of Working Models Fabricated by Dental CAD/CAM Scannable Stone and Type IV Gypsum Products 원문보기

치위생과학회지 = Journal of dental hygiene science, v.14 no.4, 2014년, pp.455 - 460

김사학 (경동대학교 치기공학과) , 김재홍 (고려대학교 보건과학대학 보건과학연구소)

초록
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본 연구는 시중에 널리 사용되는 치과용 모형재 중 Type IV 석고와 스캔전용 석고를 이용하여 작업모형을 제작한 후 표면조도를 측정하여 각 실험군별 차이를 확인하였으며, 3D observation and analysis를 통하여 치과용 석고의 표면을 관찰하였다. 제한된 조건 하에서 수행된 본 연구에서 다음과 같은 결과를 산출하였다. 실험 결과, 스캔전용 석고가 Type IV 석고에 비해 우수한 표면조도를 보였으며, 이는 통계적으로 유의하였다(p<0.05). 또한 디지털 전자 현미경의 multi-focus를 이용하여 20배율로 분석한 결과도 스캔전용 석고가 더욱 고른 표면이 관찰되었다. 하지만 본 연구결과를 토대로 임상적 효용성을 평가하기에는 일정 정도의 한계를 내포한다. 차후에는 보다 심층적인 비교분석과 치과 CAD/CAM을 이용한 보철물 제작에 연관된 연구가 뒷받침되어야 할 것으로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study compared the surface roughness and surface characteristics between a type IV stone and scannable stone. Materials used were a type IV stone, two different kind of scannable stone. Ten specimens per experimental group were prepared according to manufacturer's direction. Surface roughness of specimen was measured using profilometer. The measurement was based on the standard of Japanese Industrial Standards 1994. The mean and standard deviations of each reference point were analyzed using one-way ANOVA and Scheff$\acute{e}$ post hoc test. The program used to handle statistical analysis was SPSS 20.0 and the significance level was set at 0.05. The difference of surface roughness was statistically significant in order of Scannable Stone $10.07{\pm}0.02{\mu}m$, Scannable Stone $20.08{\pm}0.03{\mu}m$, Type IV $0.10{\pm}0.04{\mu}m$. These results will have to be confirmed in further clinical application researches.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그리하여 본 연구는 현재 치과기공 임상분야에서 널리 사용되고 있는 두 종류의 스캔전용 석고와 한 종류의 초경석고를 선정하고, 표면조도를 측정하여 평가해보고자 한다. 이 과정을 통하여 특수한 목적으로 개발된 스캔전용 석고에 대한 정량적, 정성적 비교분석을 통해 임상 효용성을 규명하고자 한다.
본 연구는 현재 임상적으로 널리 사용되고 있는 Type IV 석고와 스캔전용 석고를 이용하여 작업모형을 제작하여 표면조도를 측정하여 임상적 효용성을 규명하였다. 스캔전용석고가 Type IV 석고와의 표면조도의 결과 값의 차이가 미세하게 있었으나, 기존 석고보다 차별화된 우월성을 검증하기는 부족하였다.
그리하여 본 연구는 현재 치과기공 임상분야에서 널리 사용되고 있는 두 종류의 스캔전용 석고와 한 종류의 초경석고를 선정하고, 표면조도를 측정하여 평가해보고자 한다. 이 과정을 통하여 특수한 목적으로 개발된 스캔전용 석고에 대한 정량적, 정성적 비교분석을 통해 임상 효용성을 규명하고자 한다.
이에 본 연구는 3가지 다른 종류의 치과용 석고로 작업모형을 만들어 표면조도를 측정하여, 특수한 목적으로 개발된 스캔전용 석고의 우월한 임상적 효용성을 평가하고자 함이다. 치과용 석고의 표면조도를 측정한 결과 각 동일한 실험군의 제품은 거의 유사한 결과 값을 보였으나, Type IV group과 SS1, SS2 groups에서는 표면조도의 차이를 보였다 (p＜0.

제안 방법

각 석고의 종류마다 10개의 모형을 제작하였으며, 제작된 석고모형은 측정을 시행하기 전에 항온항습이 유지되는 곳에서 보관하였다. 반복적인 작업을 통해각 실험군당 10개씩 총 30개의 석고 작업모형을 제작하였다 (Fig. 2).
본 연구는 시중에 널리 사용되는 치과용 모형재 중 Type IV 석고와 스캔전용 석고를 이용하여 작업모형을 제작한 후 표면조도를 측정하여 각 실험군별 차이를 확인하였으며, 3D observation and analysis를 통하여 치과용 석고의 표면을 관찰하였다. 제한된 조건 하에서 수행된 본 연구에서 다음과 같은 결과를 산출하였다.
측정기는 접촉식 표면조도기(SV-3000S4; Mitutoyo, Tokyo, Japan)를 이용하였다. 작업모형 하방의 원기둥 시편에 대한 표면 거칠기를 측정할 때, 측정할 면을 위쪽을 향하게 한 뒤 고정될 수 있도록 고정 지그를 사용하여 고정시킨 후에 계기판에 영점이 표시되도록 vertical movement handle을 돌려 stylus의 수직적인 위치를 맞추었다. 측정조건은 stylus: 1.
2 mm 옵셋을 부여하는 동시에 축벽의 각도는 5°를 부여하였으며, 변연의 디자인은 rounded-chamfer type으로 설정하였다. 저장된 STL 파일을 가공장비(Arum DEG 5X; Doowon, Daejeon, Korea)를 이용하여 티타늄 절삭 공정으로 주 모형을 제작하였다 (Fig. 1).
작업 모형을 제작하기 위해 티타늄 주 모형을 복제용 실리콘(Deguform; DeguDent GmbH, Hanau-Wolfgang, Germany)을 이용하여 몰드를 제작하였다. 제작된 복제주형 내면에 wetting agent (Picosilk; Renfert, Hilzingen, Germany)를 도포한 후 대조군으로 Type IV 치과용 석고인 GC Fujirock EP (GC Europe NV, Leuven, Belgium)로 지정하였고, 실험군으로는 스캔전용 석고 Aesthetic-Basegold (Dentona, Detmold, Germany)와 Everest Rock (Kavo Dental GmbH, Biberach, Germany)을 제조사의 지시에 따른 혼수비(water/powder)로 진공혼합기를 이용하여 30초간 혼합한 후 진동기 상에서 기포가 생기지 않도록 조심스럽게 넣어 한 시간이 지난 다음 복제주형에서 석고모형을 분리하였다(Table 1). 각 석고의 종류마다 10개의 모형을 제작하였으며, 제작된 석고모형은 측정을 시행하기 전에 항온항습이 유지되는 곳에서 보관하였다.
주 모형의 제작을 위해 표준형태의 전악 치아 모형(AG-3; Frasaco GmbH, Tettnang, Germany)을 선정한 후 지대치를 형성하였다. 지대치로 삭제하기 전에 자연치를 재현한 형태의 모형을 치과용 스캐너(Sensable, Wilmington, NC, USA)를 이용하여 디지털화한 후 해당 프로그램을 이용하여 지대치 디자인을 하였다.
지대치 형성을 위해 해당 치아마다 치축면은 1 mm, 교합면과 절단면은 1.2 mm 옵셋을 부여하는 동시에 축벽의 각도는 5°를 부여하였으며, 변연의 디자인은 rounded-chamfer type으로 설정하였다.
주 모형의 제작을 위해 표준형태의 전악 치아 모형(AG-3; Frasaco GmbH, Tettnang, Germany)을 선정한 후 지대치를 형성하였다. 지대치로 삭제하기 전에 자연치를 재현한 형태의 모형을 치과용 스캐너(Sensable, Wilmington, NC, USA)를 이용하여 디지털화한 후 해당 프로그램을 이용하여 지대치 디자인을 하였다. 지대치 형성을 위해 해당 치아마다 치축면은 1 mm, 교합면과 절단면은 1.
표면조도 측정 후에 모든 시편의 표면을 디지털전자현미경(KH-7700; HIROX, Tokyo, Japan)의 multi focus를 이용하여 original magnification (×20)에서 3-dimensional (3D) observation and analysis을 통해 표면조도의 양상을 관찰하였다.
05 mm/s, filter: Gaussian으로 하였으며, 측정 장비를 Japanese Industrial Standards 1994 표준을 근거로 측정하고, 그 값을 보정하였다. 표면조도를 표시하는 방법에는 R_a (roughness average, 중심선 평균 거칠기), R_q (root mean square, 자승 평균 평방근 거칠기), R_max (ten point height of irregularities, 10점 평균 거칠기), R_t (꼭짓점과 골까지의 최대수직거리) 등이 있는데 본 연구에서는 가장 대표적인 표면조도지표로 많이 사용되고 있어 안정적이며 쉽게 적용할 수 있는 R_a값을 사용하였으며, 각 작업모형 시편 당 5회씩 각각 다른 부위의 표면조도를 측정한 뒤 평균값을 구하였다.

대상 데이터

2) 주 모형 복제 및 작업모형 제작

작업 모형을 제작하기 위해 티타늄 주 모형을 복제용 실리콘(Deguform; DeguDent GmbH, Hanau-Wolfgang, Germany)을 이용하여 몰드를 제작하였다. 제작된 복제주형 내면에 wetting agent (Picosilk; Renfert, Hilzingen, Germany)를 도포한 후 대조군으로 Type IV 치과용 석고인 GC Fujirock EP (GC Europe NV, Leuven, Belgium)로 지정하였고, 실험군으로는 스캔전용 석고 Aesthetic-Basegold (Dentona, Detmold, Germany)와 Everest Rock (Kavo Dental GmbH, Biberach, Germany)을 제조사의 지시에 따른 혼수비(water/powder)로 진공혼합기를 이용하여 30초간 혼합한 후 진동기 상에서 기포가 생기지 않도록 조심스럽게 넣어 한 시간이 지난 다음 복제주형에서 석고모형을 분리하였다(Table 1).
1) 작업모형의 표면조도 측정

측정기는 접촉식 표면조도기(SV-3000S4; Mitutoyo, Tokyo, Japan)를 이용하였다. 작업모형 하방의 원기둥 시편에 대한 표면 거칠기를 측정할 때, 측정할 면을 위쪽을 향하게 한 뒤 고정될 수 있도록 고정 지그를 사용하여 고정시킨 후에 계기판에 영점이 표시되도록 vertical movement handle을 돌려 stylus의 수직적인 위치를 맞추었다.

데이터처리

접촉식 표면조도기를 통해 총 30개의 시편에서 측정된 각 그룹의 표면조도의 평균과 표준편차를 계산하였으며, 정규성 검정 결과를 토대로 모수 검정인 one-way ANOVA를 시행한 후 Scheffé 사후검증(post hoc test)을 실시하여 실험 결과를 분석하였고, 제1종 오류수준은 0.05로 하였다.

이론/모형

작업모형 하방의 원기둥 시편에 대한 표면 거칠기를 측정할 때, 측정할 면을 위쪽을 향하게 한 뒤 고정될 수 있도록 고정 지그를 사용하여 고정시킨 후에 계기판에 영점이 표시되도록 vertical movement handle을 돌려 stylus의 수직적인 위치를 맞추었다. 측정조건은 stylus: 1.2, measurement length: 1.69 mm, speed:0.05 mm/s, filter: Gaussian으로 하였으며, 측정 장비를 Japanese Industrial Standards 1994 표준을 근거로 측정하고, 그 값을 보정하였다. 표면조도를 표시하는 방법에는 R_a (roughness average, 중심선 평균 거칠기), R_q (root mean square, 자승 평균 평방근 거칠기), R_max (ten point height of irregularities, 10점 평균 거칠기), R_t (꼭짓점과 골까지의 최대수직거리) 등이 있는데 본 연구에서는 가장 대표적인 표면조도지표로 많이 사용되고 있어 안정적이며 쉽게 적용할 수 있는 R_a값을 사용하였으며, 각 작업모형 시편 당 5회씩 각각 다른 부위의 표면조도를 측정한 뒤 평균값을 구하였다.

성능/효과

동질한 집단을 알기 위해 Scheffé 사후검증한 결과 Scannable Stone 1 (SS1; mean=0.07), Scannable Stone 2 (SS2; mean=0.08), Type IV (mean=0.10) 순으로 측정되었 으며, SS1과 SS2 실험군이 동질적인 집단으로 나타났다 (Table 3).
디지털 전자 현미경의 multi-focus를 이용하여 20배율로 관찰한 결과, Type IV 석고의 표면 꼭짓점과 골까지의 최대 수직거리가 가장 두드러지게 관찰되었으며, 스캔전용 석고 실험군이 Type IV 석고 실험군에 비해 매끄러운 것으로 나타났다(Fig. 3).
탄성 인상재에 주입된 석고의 표면조도는 석고분말 입자 크기가 미세할수록 더 우수하다고 보고하였다. 본 실험에서는 동일한 탄성 인상재로 제작된 몰드에 주입되어 제작된 작업 모형이기에 Type IV 석고와 스캔전용 석고의 실험군의 석고 분말 입자의 미세 정도(fineness) 차이가 존재함을 본 실험 결과를 통해 확인할 수 있었다.
두 종류의 스캔전용 석고가 Type IV 석고에 비해 낮은 R_a값을 보였다. 석고의 종류에 따라 표면조도의 차이가 있는지를 알아본 결과, 유의수준 0.05에서 F값이 237.74, p값이 0.048로 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p＜0.05). 동질한 집단을 알기 위해 Scheffé 사후검증한 결과 Scannable Stone 1 (SS1; mean=0.
본 연구는 현재 임상적으로 널리 사용되고 있는 Type IV 석고와 스캔전용 석고를 이용하여 작업모형을 제작하여 표면조도를 측정하여 임상적 효용성을 규명하였다. 스캔전용석고가 Type IV 석고와의 표면조도의 결과 값의 차이가 미세하게 있었으나, 기존 석고보다 차별화된 우월성을 검증하기는 부족하였다. 특수한 목적으로 개발된 스캔전용 석고에 대한 심층적인 분석과 보다 원활한 임상 적용을 위해 좀 더 다양한 연구들이 이어져야 한다고 생각된다.
실험 결과, 스캔전용 석고가 Type IV 석고에 비해 우수한 표면조도를 보였으며, 이는 통계적으로 유의하였다(p＜0.05). 또한 디지털 전자 현미경의 multi-focus를 이용하여 20배율로 분석한 결과도 스캔전용 석고가 더욱 고른 표면이 관찰되었다.
이에 본 연구는 3가지 다른 종류의 치과용 석고로 작업모형을 만들어 표면조도를 측정하여, 특수한 목적으로 개발된 스캔전용 석고의 우월한 임상적 효용성을 평가하고자 함이다. 치과용 석고의 표면조도를 측정한 결과 각 동일한 실험군의 제품은 거의 유사한 결과 값을 보였으나, Type IV group과 SS1, SS2 groups에서는 표면조도의 차이를 보였다 (p＜0.05; Table 3).

후속연구

이러한 실험을 바탕으로 끊임없는 연구가 계속 이어진다면 기존에 널리 임상에서 사용되던 Type IV 석고에 비해 스캔전용 석고에 대한 선호도와 신뢰도가 높아질 것으로 생각된다. 비록 국내 연구 상황은 아직 활성화되어 있지 않으나 보다 정확하고 안정적인 치과 CAD/CAM을 이용한 수복물 제작을 위해서는 추가적인 연구에 관심을 가져야 하겠다.
임상적 허용 가능성을 자세히 논하기 위해서는 CAD 상의 디지털화 된 모형에 대한 직접적인 데이터 비교연구가 먼저 선행되어야할 것이다. 이러한 실험을 바탕으로 끊임없는 연구가 계속 이어진다면 기존에 널리 임상에서 사용되던 Type IV 석고에 비해 스캔전용 석고에 대한 선호도와 신뢰도가 높아질 것으로 생각된다. 비록 국내 연구 상황은 아직 활성화되어 있지 않으나 보다 정확하고 안정적인 치과 CAD/CAM을 이용한 수복물 제작을 위해서는 추가적인 연구에 관심을 가져야 하겠다.
특수한 목적으로 개발된 스캔전용 석고에 대한 심층적인 분석과 보다 원활한 임상 적용을 위해 좀 더 다양한 연구들이 이어져야 한다고 생각된다. 임상적 허용 가능성을 자세히 논하기 위해서는 CAD 상의 디지털화 된 모형에 대한 직접적인 데이터 비교연구가 먼저 선행되어야할 것이다. 이러한 실험을 바탕으로 끊임없는 연구가 계속 이어진다면 기존에 널리 임상에서 사용되던 Type IV 석고에 비해 스캔전용 석고에 대한 선호도와 신뢰도가 높아질 것으로 생각된다.
하지만 본 연구결과를 토대로 임상적 효용성을 평가하기에는 일정 정도의 한계를 내포한다. 차후에는 보다 심층적인 비교분석과 치과 CAD/CAM을 이용한 보철물 제작에 연관된 연구가 뒷받침되어야 할 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	치과 보철물을 제작하기 위해 널리 사용되는 모형재는 무엇인가?	치과 보철물을 제작하기 위해 널리 사용되고 있는 모형재로는 Type IV (초경석고)를 사용한다. 조작이 쉽고, 가격이 저렴하며 탄성 인상재에 적합하므로 널리 사용되고 있는데, 본래 색상은 흰색이지만 노란색, 담황색, 녹색, 회색 등으로 착색을 시켜 시판되고 있다.
	Type IV (초경석고)를 사용하는 이유는 무엇인가?	치과 보철물을 제작하기 위해 널리 사용되고 있는 모형재로는 Type IV (초경석고)를 사용한다. 조작이 쉽고, 가격이 저렴하며 탄성 인상재에 적합하므로 널리 사용되고 있는데, 본래 색상은 흰색이지만 노란색, 담황색, 녹색, 회색 등으로 착색을 시켜 시판되고 있다. 최근 경향은 치과 computer-aided design/computer-aided manufacture (CAD/CAM)를 이용한 수복물의 제작 빈도가 늘어감에 따라 최적의 작업모형 스캐닝을 위한 스캔전용 석고가 출시되어 현재 세계적으로 널리 판매 중에 있다.
	스캔전용 석고가 출시되는 이유는 무엇인가?	조작이 쉽고, 가격이 저렴하며 탄성 인상재에 적합하므로 널리 사용되고 있는데, 본래 색상은 흰색이지만 노란색, 담황색, 녹색, 회색 등으로 착색을 시켜 시판되고 있다. 최근 경향은 치과 computer-aided design/computer-aided manufacture (CAD/CAM)를 이용한 수복물의 제작 빈도가 늘어감에 따라 최적의 작업모형 스캐닝을 위한 스캔전용 석고가 출시되어 현재 세계적으로 널리 판매 중에 있다. 기존의 치과용 석고에 비해 광택이 없으며, 미세기포를 최소화하고, 극미세 분말로 재현성이 뛰어난 모형재로 알려져 있다.

참고문헌 (16)

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Nanami T, Ostlund SG: Surface texture of stone model setting against elastomer impression material. Swed Dent J 8: 251-255, 1984.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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