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3D printing으로 제작된 금속 코어와 치과용 도재 간의 전단결합강도 평가
Evaluation of shear bond strength between metal core fabricated by 3D printing and dental porcelain 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.16 no.4, 2015년, pp.2585 - 2592  

정재관 (대전보건대학교 치기공과) ,  이수옥 (충북보건과학대학교 치위생과) ,  김기백 (고려대학교 보건과학연구소)

초록
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3D 프린팅 기술은 최근 치과용 보철물 제작 기술로 도입이 되었다. 본 연구의 목적은 3D 프린팅 기술에 의해 제작된 금속 코어와 상부 도재와의 전단결합강도를 평가하는 것이다. 본 연구를 위해 30개의 금속 코어를 제작하였다(cast 15개, 3D printing 15개). 금속 코어에 치과용 도재를 축성하여 시편 제작을 완료하였다. 완성된 시편의 전단결합강도는 crosshead speed 1mm/min으로 하중을 가하여 측정하였으며, 두 그룹의 전단결합강도 값 사이에는 통계적으로 유의한지 알아보기 위하여 Mann-Whitney test를 이용하였다(유의수준 0.05). 측정이 끝난 후 시편을 대상으로 파절양상을 분석하였다. 본 연구를 위한 실험 설계, 금속 코어 제작, 도재 축성 등의 시편 제작부터 실험 수행과 수행 후 실험 데이터 분석과 통계 분석 그리고 파절된 시편을 대상으로 한 파절 양상 분석까지 총 6개월이 소요되었다. 실험 결과 cast 50.14, 3D printing 54.36 MPa를 갖는 것으로 조사되었고, 통계적으로도 유의하였다. 파절양상은 두 집단 모두 시편의 대부분이 혼합형 파절양상을 보였다. 이와 같은 결과들로 미루어볼 때 3D 프린팅에 의해 제작된 금속도재관 제작을 위한 금속 코어는 임상적으로 허용이 가능할 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study was to evaluate the shear bond strength between metal core fabricated by 3D printing and dental porcelain. Thirty metal cores were fabricated(cast 15ea, 3D printing 15ea). The porcelain for each group was builded to the metal core. Sample was loaded to shear force(crosshead...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 최근 치과용 보철물 제작 기술로 새롭게 도입된 3D 프린팅 기술에 의해 제작된 금속 코어(3D printing group)와 치과용 도재와의 전단결합강도를 측정하였다. 그리하여 기존의 주조 기술로 제작된 동일한 형태의 금속 코어(cast group)들과 비교 평가함으로써 임상적 허용 가능성을 전단결합강도를 기준으로 가늠하여 보고자 하였다.
  • 선행연구에 따르면 금속도재 관의 금속과 도재의 파절율이 10% 이내로 비교적 적지 않은 비율이라는 것이 조사되었다[29,30]. 금속과 도재의 결합력에 영향을 미치는 요인에는 두 재료의 열팽창 계수의 차이, 금속표면의 산화막 생성 여부, 도재축성방법, 금속 코어의 제작방법 등이 있으며[31], 본 실험에서는 금속 코어의 제작방법 이외에 다른 변수들을 통제하고자 노력하였고, 측정방법에 있어서도 신뢰도 높은 측정이되도록 노력하였다.
  • 최근 치과용 보철물 제작 기술로서 3D 프린팅 기술이 도입되었으나 이 기술에 의해 제작된 보철물의 평가에 관한 연구는 부족한 실정이다. 때문에 본 연구에서는 3D 프린팅에 의해 제작된 금속 코어의 임상적 허용 가능성을 상부 도재와의 전단결합강도를 근거로 가늠해 봄으로써 해당 종사들에게 참고자료를 제시하고자 하였다. 그결과 3D 프린팅에 의해 제작된 금속 코어는 기존의 주조 방식에 의해 제작된 것보다 더 높은 전단결합강도를 갖는 것으로 조사되었으며, ISO 기준치보다도 높은 것으로 조사되었다.
  • 그러나 이들 연구는 기존의 제작 방식인 수작업에 의해 제작된 하부 금속 코어와 상부 도재와의 결합력을 평가한 연구로서 기존의 방식에 의하면 전부 수작업에 의존하므로 시간과 재료의 낭비가 심한 단점이 있다. 때문에 본 연구에서는 기존의 제작 방식이 아닌 최근 도입된 3D 프린팅 기술에 의해 코발트-크롬 합금 기반의 하부 금속 코어를 제작하고자 한다.
  • 본 연구에서는 최근 치과용 보철물 제작 기술로 새롭게 도입된 3D 프린팅 기술에 의해 제작된 금속 코어(3D printing group)와 치과용 도재와의 전단결합강도를 측정하였다. 그리하여 기존의 주조 기술로 제작된 동일한 형태의 금속 코어(cast group)들과 비교 평가함으로써 임상적 허용 가능성을 전단결합강도를 기준으로 가늠하여 보고자 하였다.
  • 주조가 끝난 후 제작된 금속 코어의 상부 도재가 축성될 면은 직경 50 ㎛의 산화알루미늄 분말을 이용하여 샌드블라스팅을 수행하였다. 샌드블라스팅 목적은 주조 시 발생한 산화막 제거와 상부 도재와의 물리적 결합력 증진을 위해서 수행하였다.
  • 그러나 현재 이 방식에 의해 제작된 보철물의 임상적 성공여부를 평가한 연구는 제한적이다. 이에 본 연구에서는 3D 프린팅에 의해 제작된 금속 코어(코발트-크롬 합금)와 상부 치과 도재와의 전단결합강도를 평가함으로써 이 기술에 의해 제작된 금속 코어의 임상적 허용 가능성을 전단결합강도를 중심으로 가늠하여 보고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
CNC 기법의 제작 방식 및 장단점 어떻게 되는가? 보철물 제작하는 방식으로서 처음에는 삭제법(subtractive method) 중에 하나인 CNC(computer numerical control)기법이 이용되었는데, 이 방법에 의한 제작 방식은 다음과 같다. 컴퓨터를 이용하여 설계된 보철물의 디자인 정보를 토대로 블록형태로 공급된 재료를 삭제하여 원하는 결과물을 얻는다. 이 방법의 경우 자동화방식에 의해 보철물이 제작되므로 기존의 수작업보다 편리한 장점이 있으나 원하는 결과물을 얻기 위해 나머지 재료의 낭비가 심하다는 점 그리고 치아와 같이 함몰부위가 심한 형태를 갖고 있는 대상의 경우 재현능력이 우수하지 못한 단점이 있다[2].
CAD-CAM 기술을 이용하여 환자의 보철물을 제작하는 순서는? CAD-CAM 기술은 환자의 구강이 재현된 모니터 상의디지털 모형에 전용 프로그램을 이용하여 보철물을 설계하고 가공 장비를 이용하여 보철물을 제작하는 순서에 의해 완성한다. 보철물 제작하는 방식으로서 처음에는 삭제법(subtractive method) 중에 하나인 CNC(computer numerical control)기법이 이용되었는데, 이 방법에 의한 제작 방식은 다음과 같다.
치과 보철물 제작 재료로서 금속이 그동안 많이 사용되어온 이유는? 치과 의료분야도 이런 사회적 분위기를 반영하듯 진료 방식이 빠른 속도로 바뀌어 가고 있으며[1], 그중에서도 보철물 제작 방식의 발전이 가장 두드러진다. 치과 보철물 제작 재료로서 금속은 그들의 뛰어난 물리적 성질, 구강 내 안정적인 화학적 성질, 채내 무해한 생물학적 성질 등의 이유로 지난 수십 년간 사용되어 왔다. 그 동안 금속을 이용하여 치과 보철물을 제작할 경우 처음부터 끝까지 모두 수작업에 의했다.
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참고문헌 (31)

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