절삭 및 적층 가공법으로 제작된 3본 고정성 국소의치의 변연 및 내면 적합도에 관한 연구 Marginal and internal discrepancy of 3-unit fixed dental prostheses fabricated by subtractive and additive manufacturing원문보기
목적: 본 연구의 목적은 절삭 가공법 및 적층 가공법에 의해 제작된 3본 고정성 국소의치의 변연 및 내면 적합도를 비교하는 것이다. 재료 및 방법: 상악 좌측 제2소구치가 상실된 3본 고정성 국소의치 지대치를 제작하고(주모형), 구강 스캐너를 이용해 주모형 스캔 데이터를 얻었다. 3본 고정성 보철물은 다음과 같은 3가지 방법으로 제작하였다: Milled 3-unit fixed dental prostheses (FDP) (MIL군), digital light processing (DLP) 3D printed 3-unit FDP (D3P군), stereolithography apparatus (SLA) 3D printed 3-unit FDP (S3P군). 보철물의 변연 및 내면 적합도와 내면 정밀도 평가하기 위해 각각 triple-scan protocol과 콤비네이션 수식을 사용하여 스캔 데이터를 중첩하였다. 3차원 분석 프로그램(Geomagic control X)을 사용하여 root mean square (RMS) 값과 color differencemap 통해 정량 및 정성 분석 시행하였다. Kruskal-Wallis test (α = .05)와 Mann-Whitney U test 및 Bonferroni correction (α = .05/3 = .017)을 이용하여 통계 분석하였다. 결과: S3P군의 변연 적합도는 MIL군과 D3P군에 비해 우수하였으며, MIL군과 D3P군은 비슷한 수준을 보였다. D3P군과 S3P군은 MIL군에 비해 상대적으로 우수한 내면 적합도를 보였으며, D3P군과 S3P군 사이에는 유의한 차이가 없었다. 한편, MIL군, S3P군, 그리고 D3P군 순으로 우수한 정밀도를 보였다. 결론: 본 연구의 한계 내에서 적층 가공법으로 제작된 3본 고정성 보철물은 절삭 가공법으로 제작된 3본 고정성 보철물에 비해 우수한 변연 및 내면 적합도를 보인 반면 정밀도는 떨어지는 것으로 나타났다.
목적: 본 연구의 목적은 절삭 가공법 및 적층 가공법에 의해 제작된 3본 고정성 국소의치의 변연 및 내면 적합도를 비교하는 것이다. 재료 및 방법: 상악 좌측 제2소구치가 상실된 3본 고정성 국소의치 지대치를 제작하고(주모형), 구강 스캐너를 이용해 주모형 스캔 데이터를 얻었다. 3본 고정성 보철물은 다음과 같은 3가지 방법으로 제작하였다: Milled 3-unit fixed dental prostheses (FDP) (MIL군), digital light processing (DLP) 3D printed 3-unit FDP (D3P군), stereolithography apparatus (SLA) 3D printed 3-unit FDP (S3P군). 보철물의 변연 및 내면 적합도와 내면 정밀도 평가하기 위해 각각 triple-scan protocol과 콤비네이션 수식을 사용하여 스캔 데이터를 중첩하였다. 3차원 분석 프로그램(Geomagic control X)을 사용하여 root mean square (RMS) 값과 color difference map 통해 정량 및 정성 분석 시행하였다. Kruskal-Wallis test (α = .05)와 Mann-Whitney U test 및 Bonferroni correction (α = .05/3 = .017)을 이용하여 통계 분석하였다. 결과: S3P군의 변연 적합도는 MIL군과 D3P군에 비해 우수하였으며, MIL군과 D3P군은 비슷한 수준을 보였다. D3P군과 S3P군은 MIL군에 비해 상대적으로 우수한 내면 적합도를 보였으며, D3P군과 S3P군 사이에는 유의한 차이가 없었다. 한편, MIL군, S3P군, 그리고 D3P군 순으로 우수한 정밀도를 보였다. 결론: 본 연구의 한계 내에서 적층 가공법으로 제작된 3본 고정성 보철물은 절삭 가공법으로 제작된 3본 고정성 보철물에 비해 우수한 변연 및 내면 적합도를 보인 반면 정밀도는 떨어지는 것으로 나타났다.
Purpose: This study was to evaluate marginal and internal discrepancy of 3-unit fixed dental prostheses (FDP) fabricated by subtractive manufacturing and additive manufacturing. Materials and methods: 3-unit bridge abutments without the maxillary left second premolar were prepared (reference model) ...
Purpose: This study was to evaluate marginal and internal discrepancy of 3-unit fixed dental prostheses (FDP) fabricated by subtractive manufacturing and additive manufacturing. Materials and methods: 3-unit bridge abutments without the maxillary left second premolar were prepared (reference model) and the reference model scan data was obtained using an intraoral scanner. 3-unit fixed dental prostheses were fabricated in the following three ways: Milled 3-unit FDP (MIL), digital light processing (DLP) 3D printed 3-unit FDP (D3P), stereolithography apparatus (SLA) 3D printed 3-unit FDP (S3P). To evaluate the marginal/internal discrepancy and precision of the prosthesis, scan data were superimposed by the triple-scan protocol and the combinations calculator, respectively. Quantitative and qualitative analysis was performed using root mean square (RMS) value and color difference map in 3D analysis program (Geomagic control X). Statistical analysis was performed using the Kruskal-Wallis test (α=.05), MannWhitney U test and Bonferroni correction (α=.05/3=.017). Results: The marginal discrepancy of S3P group was superior to MIL and D3P groups, and MIL and D3P groups were similar. The D3P and S3P groups showed better internal discrepancy than the MIL group, and there was no significant difference between the D3P and S3P groups. The precision was excellent in the order of MIL, S3P, and D3P groups. Conclusion: Within the limitation of this study, the 3-unit fixed dental prostheses fabricated by additive manufacturing showed better marginal and internal discrepancy than the those of fabricated by subtractive manufacturing, but the precision was poor.
Purpose: This study was to evaluate marginal and internal discrepancy of 3-unit fixed dental prostheses (FDP) fabricated by subtractive manufacturing and additive manufacturing. Materials and methods: 3-unit bridge abutments without the maxillary left second premolar were prepared (reference model) and the reference model scan data was obtained using an intraoral scanner. 3-unit fixed dental prostheses were fabricated in the following three ways: Milled 3-unit FDP (MIL), digital light processing (DLP) 3D printed 3-unit FDP (D3P), stereolithography apparatus (SLA) 3D printed 3-unit FDP (S3P). To evaluate the marginal/internal discrepancy and precision of the prosthesis, scan data were superimposed by the triple-scan protocol and the combinations calculator, respectively. Quantitative and qualitative analysis was performed using root mean square (RMS) value and color difference map in 3D analysis program (Geomagic control X). Statistical analysis was performed using the Kruskal-Wallis test (α=.05), MannWhitney U test and Bonferroni correction (α=.05/3=.017). Results: The marginal discrepancy of S3P group was superior to MIL and D3P groups, and MIL and D3P groups were similar. The D3P and S3P groups showed better internal discrepancy than the MIL group, and there was no significant difference between the D3P and S3P groups. The precision was excellent in the order of MIL, S3P, and D3P groups. Conclusion: Within the limitation of this study, the 3-unit fixed dental prostheses fabricated by additive manufacturing showed better marginal and internal discrepancy than the those of fabricated by subtractive manufacturing, but the precision was poor.
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문제 정의
최근에 이와 관련하여 내마모성 및 기계적 특성에 관한 연구는 있었으나, 22,23 보철물의 장기간의 성공과 수명에 직접적인 영향을 미치는 적합도에 관한 연구는 전무하였다. 또한, CAD/CAM 시스템으로 제작된 보철물의 적합도에 관한 연구가 주로 단일치에 국한되어 왔기 때문에, 본 연구에서는 3본 고정성 국소의치를 지대치로 선정하여 절삭 및 적층 가공법으로 제작한 보철물의 적합도를 평가하고자 하였다.
1,4,17,18 하지만 대부분의 연구들이 단일치에 국한되어 있었을 뿐만 아니라 국내에서 자체 기술로 개발된 3D 프린터 및 임시 수복용 재료로 제작된 임시 보철물의 적합도에 관한 연구는 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내 기술의 적층 가공법으로 제작된 3본 고정성 보철물과 기존의 절삭 가공법으로 제작된 3본 고정성 보철 물의 변연 및 내면 적합도를 비교 평가하고자 하였다.
제안 방법
3본 고정성 보철물을 제작하는 방법에 따라 3개의 군으로 분류하고 다음과 같이 명명하였으며 각 군당 10개의 보철물을 제작하였다 (Table 1). 1) Milled 3-unit fixed dental prostheses (FDP) (MIL군): Polymethyl methacrylates (PMMA) 블록(TS PMMA block, TS Dental, Tian Shwu Hailiao, Tainan, Taiwan)을 밀링 장비(ARUM 4X-100, DOOWON ID, Daejeon, Korea)로 절삭하여 제작하였다 (Fig. 1A).
대상 데이터
본 실험을 위해 dentiform (PER5001-UL-SCP-AK-28, Nissin Dental, Kyoto, Japan)의 상악 좌측 제2소구치(#25)를 제거하고 상악 좌측 제1소구치(#24)와 상악 좌측 제1대구치(#26)의 전부 주조관 기성 지대치를 사용하여 3본 고정성 국소의치 형태를 제작하였으며, 이를 주모형(reference model)으로 설정하였다.
데이터처리
16 한편, triple-scan protocol을 이용하여 보철물의 적합도를 평가하는 방법은 스캔한 3차원 데이터를 사용하여 분석 소프트웨어에서 평가하기 때문에 언제든지 결과해석이 가능하고 비침습적일 뿐만 아니라 시편의 손상 없이 데이터의 양적 및 질적 분석이 가능하다. 1,25 이에 본 연구에서는 triple-scan protocol을 통해 3 차원 분석을 시행하고자 하였다. 32,33
, Tokyo, Japan)를 이용하여 보철물을 주모형에 장착시킨 상태를 스캔하였다. 3차원 평가 프로그램(Geomagic Control X, 3D systems, Rock Hill, SC, USA)를 이용하여 보철물이 주모형에 장착된 스캔 데이터 상에 주모형과 보철물 스캔 데이터를 초기 정렬(Initial alignment) 및 최적 정렬(Best-fit alignment)를 통해 중첩시킨 후, 최종적으로 중첩된 세 가지 스캔 데이터 중 보철물이 주모형에 장착된 스캔 데이터를 제거하였다. Root mean square (RMS) 값과 color difference map을 이용하여 주모형과 보철물 사이의 정량 및 정성 분석을 시행하였다.
3차원 평가 프로그램(Geomagic Control X, 3D systems, Rock Hill, SC, USA)를 이용하여 보철물이 주모형에 장착된 스캔 데이터 상에 주모형과 보철물 스캔 데이터를 초기 정렬(Initial alignment) 및 최적 정렬(Best-fit alignment)를 통해 중첩시킨 후, 최종적으로 중첩된 세 가지 스캔 데이터 중 보철물이 주모형에 장착된 스캔 데이터를 제거하였다. Root mean square (RMS) 값과 color difference map을 이용하여 주모형과 보철물 사이의 정량 및 정성 분석을 시행하였다. 한편, 보철물의 정밀도는 각 그룹별 내면 스캔 데이터 간의 중첩에 의해 측정되었으며, 동일한 방법으로 정량 및 정성 분석 시행하였다.
, Chicago, IL, USA)을 사용하였으며, Shapiro-Wilk로 정규성 검정 및 Levene의 등분산성 검정을 시행하였다. 모든 데이터들이 정규분포를 따르지 않아 비모수 통계법인 Kruskal-Wallis test (α = .05) 와 Mann-Whitney U test 및 Bonferroni correction (α = .05/3 = .017)을 이용하여 각 군의 유의성을 검증하였다.
통계분석은 SPSS 소프트웨어 버전 25.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하였으며, Shapiro-Wilk로 정규성 검정 및 Levene의 등분산성 검정을 시행하였다. 모든 데이터들이 정규분포를 따르지 않아 비모수 통계법인 Kruskal-Wallis test (α = .
이론/모형
보철물의 변연 및 내면 적합도를 평가하기 위해 Triple-scan protocol을 이용하였다. 먼저 정확도가 10 µm인 모델 스캐너 (3Shape E2, 3Shape, Copenhagen, Denmark)로 주모형과 보철물의 내외면을 스캔한 후, 내면인기제(Fit checker, GC, Corp.
성능/효과
본 실험 결과, 적층 가공법으로 제작한 3본 고정성 보철물 (D3P군, S3P군)은 절삭 가공법으로 제작한 3본 고정성 보철물 (MIL군)보다 우수한 적합도를 보였는데, 이는 이전 연구들과도 일치한다. 4,17 절삭 가공법의 경우, 밀링 버의 직경에 의한 가공 오차가 발생할 수 있고 절삭 과정에서도 기계나 회전축의 떨림이 있을 수 있으며, 7,19 특히 습식의 밀링 방식은 보철물 내면에 불필 요한 잔류물을 만드는 원인이 되기도 한다.
본 연구의 한계 내에서, 적층 가공법으로 제작된 3본 고정성 보철물의 변연 및 내면 적합도는 절삭 가공법으로 제작된 3본 고정성 보철물보다 우수한 반면, 정밀도는 다소 떨어지는 경향을 보였다. 디지털 치의학의 보급과 더불어 치과 분야에서의 적층 가공법의 적용 및 활용 가능성은 향후 치의학 발전에 있어서 큰 밑거름이 될 것이다.
정밀도에 있어서는 절삭 가공법으로 제작한 3본 고정성 보철물(MIL군)이 적층 가공법으로 제작한 3본 고정성 보철물(D3P 군, S3P군)보다 우수한 결과를 보였는데, 이는 이전의 연구 결과와 일치한다. 1 절삭 가공법에서 사용된 PMMA 블록은 제조 과정 에서 미리 중합하기 때문에 높은 기계적 강도와 낮은 다공성을 가질 뿐만 아니라, 38,39 설계된 형태와 동일한 크기로 가공되기 때문에 밀링 과정 중에 재료의 팽창이나 수축의 문제를 최소화할 수 있다.
후속연구
32 하지만 화학 성분, 표면 구조, 광학적 성질이 자연치와 다르고 스캔 시 영향을 줄 수 있는 연조직 및 타액의 부재, 환자의 움직임, 주변 온도나 습도 등의 요소들 또한 실제 구강 내의 환경과 다르다. 32,45 따라서 추후 연구에서는 보철물의 적합도에 영향을 줄 수 있는 다양한 조건하에서 실험을 설계할 뿐만 아니라, 객관적이고 신뢰성 있는 결과를 도출하기 위한 장기적인 임상 연구도 필요할 것으로 생각된다.
본 연구의 한계 내에서, 적층 가공법으로 제작된 3본 고정성 보철물의 변연 및 내면 적합도는 절삭 가공법으로 제작된 3본 고정성 보철물보다 우수한 반면, 정밀도는 다소 떨어지는 경향을 보였다. 디지털 치의학의 보급과 더불어 치과 분야에서의 적층 가공법의 적용 및 활용 가능성은 향후 치의학 발전에 있어서 큰 밑거름이 될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
절삭 가공법이란
절삭 가공법은 전용의 밀링 블록 또는 디스크를 연삭함으로써 설계된 형상을 얻는 방법으로, 4 동질의 보철물을 제작할 수 있다는 장점이 있는 반면, 재료의 낭비, 유지관리의 어려움, 밀링 버의 직경의 따라 미세 재현성이 떨어지는 단점이 있다. 1,9 또한 밀링 과정 중의 진동이 보철물의 정밀도에 영향을 줄 수도 있다.
고정성 임시 보철물에 비하여 캐드 프로그램을 이용한 보철물 제작의 장점은?
CAD/CAM 시스템은 스캐너에 의한 지대치 스캔, 컴퓨터를 이용한 수복물을 설계하고 제작하기 때문에 제작 비용과 시간을 단축시킬 뿐만 아니라 재제작과 수정 또한 용이하다. 19,20 CAM 은 절삭 가공법과 적층 가공법으로 분류할 수 있으며, 1 최근에는 최소한의 재료로 미세한 부분까지 재현이 가능한 적층 가공법이 의학 및 치과 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있다.
절삭 가공법의 단점은?
절삭 가공법은 전용의 밀링 블록 또는 디스크를 연삭함으로써 설계된 형상을 얻는 방법으로, 4 동질의 보철물을 제작할 수 있다는 장점이 있는 반면, 재료의 낭비, 유지관리의 어려움, 밀링 버의 직경의 따라 미세 재현성이 떨어지는 단점이 있다. 1,9 또한 밀링 과정 중의 진동이 보철물의 정밀도에 영향을 줄 수도 있다.
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