[논문]3D 프린팅용 UV 경화 수지의 조사량 및 항온수조 침적에 따른 수축률의 차이

김동연

doi:10.14347/kadt.2020.42.2.113

3D 프린팅용 UV 경화 수지의 조사량 및 항온수조 침적에 따른 수축률의 차이
Difference between shrinkage rate of irradiation amount of 3D printing UV curable resin and shrinkage rate according to a constant temperature water bath 원문보기

대한치과기공학회지 = The Journal of Korean Academy of Dental Technology, v.42 no.2, 2020년, pp.113 - 120

김동연 (폴드 치과기공소)

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: This study is to compare and analyze the shrinkage of the specimen after UV irradiation of UV cured resin at 5, 15, and 30 minutes. Methods: A cylindrical UV cured specimen was produced using a stainless steel mold. UV cured resin specimens were prepared in three groups: 5 minutes cured (5M), 15 minutes cured (15M), and 30 minutes cured (30M). The measurement was made in total 3rd. The measurement was made in total 3rd. The primary measurement was made after 24 hours using a digital measuring instrument. The 2nd and 3rd measurements were deposited in a constant temperature water bath and the shrinkage was measured. The measured data was calculated by referring to the ASTM C326 linear measurement calculation method. T-test and One-way ANOVA were performed to test the significance between groups. The post-test was conducted with Tukey (α=0.05). Results: When the inner diameter and the outer diameter of the three groups not placed in the water bath were compared and analyzed, the contraction was the smallest at 6.8% in the 5M group, and the contraction was the largest at 7.3% in the 30M group. In the outer diameter, the contraction of the 5M group was the smallest at 3.5%, and the contraction of the 30M group was the largest at 4.5%. Shrinkage decreased in all three groups immersed in a water bath for 3-7 days. Conclusion: In the UV cured resin specimen, the shrinkage increased as the amount of UV irradiation increased.

주제어

표/그림 (7)

그림 Figure 1. ISO 4049 depth measurement mold.
그림 Figure 2. Preparation of specimens using UV curable resin.
그림 Figure 3. UV curing machine.
표 Table 1. Specific curing time NextDent C&B
그림 Figure 4. Measure the length of the specimen using a digital meter.
그림 Figure 5. Specimens deposition using a constant temperature water bath.
표 Table 2. After UV curing at 5, 15, and 30 minutes, the result of 1, 3, and 7 day deposition in a constant temperature water bath(n=10) Unit: %

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서 임상에서 주로 사용하고 있는 UV 경화 수지를 5분, 15분, 30분으로 UV 조사한 시편과 항온수조에 침적하였을 경우의 수축률 차이를 비교 분석하고자 이 연구를 수행하였다.

제안 방법

본 연구에서는 3개의 그룹으로 UV 경화 시편을 제작하였다. UV 경화 수지 시편을 UV 경화기에 5분씩 10개를 제작한 집단(5M), 15분씩 10개를 제작한 집단(15M), 30분씩 10개를 제작한 집단(30M)으로 3개의 그룹으로 분류하여 제작하였다.
UV 경화 시편 측정에 있어서 원통형으로 제작하여 외경과 내경을 분석하였다. 외경보다 내경에서 수축률이 크게 나타났다.
, 2019). 본 연구에서 사용한 3D 프린터 UV 수지는 제조회사의 권장하는 시간은 30분으로 제시하고 있으나, 원데이 치료법의 요구에 따른 임시보철물 제작 시간을 단축(5분, 10분) 하여 진행하였을 경우 수축률에 영향이 미치는지 분석 하였다. 임시치아는 대략 7일간 넘지 않게 사용되고 있으며, 7일 이내에 수축 변화를 분석하기 위해서 3일간 측정도 진행하였다.
주입을 완료 후에 스테인리스강 몰드 상부에 스테인 리스강 디스크를 사용하여 과도한 UV 경화 수지를 제거함으로써 몰드 상부와 UV 경화 수지의 높이를 일치 하도록 하였다. 스테인리스강 하부에는 유리판으로 받쳐 준 다음 UV 경화기(Cure Box-320, VERICOM, Korea)를 사용하여 경화하였다(Fig.

대상 데이터

본 연구에서 ISO 4049를 참고하여 스테인리스강 몰드를 제작하였다(Fig. 1).
, 2006). 본 연구에서 사용한 UV 경화 수지는 315-400 nm에 경화 반응을 하므로 UV-A 범주에 해당하는 UV 경화기를 사용하였다. UV 경화기의 특징은 400-405 nm/460-465 nm으로 UV LED 파장을 선택이 가능하며, 정격용량은 65W이다.

데이터처리

정규정 검정을 실시하여 정규성을 만족하였다. 그룹 간의 유의성 검정을 위해서 T-test와 One-way ANOVA를 시행하였다. 사후검정은 Tukey 로 시행하였다.
그룹 간의 유의성 검정을 위해서 T-test와 One-way ANOVA를 시행하였다. 사후검정은 Tukey 로 시행하였다. 통계적 유의 수준은 0.

이론/모형

5 mm, 지름 6 mm로 제작할 경우 UV 경화 과정에서 과도하게 휘어지는 현상이 발생하여 Watt 이 고안한 측정법에 한계가 있었다. 본 연구에서는 ISO 4049에서 레진계열 UV 경화 깊이 측정과 ASTM C 326 세라믹계열 선형수측 계산 방법을 사용하여 측정 하였다. 이러한 측정법은 ISO 4049에서 요구하는 높이 6 mm, 지름 4 mm로 시편을 제작하기 때문에 시편이 휘어지는 현상을 방지할 수 있으며, UV 경화의 깊이 측정도 국제표준규격에 만족하는 전제하에 본 연구를 진행하였다.
측정한 데이터는 ASTM C 326 선형측정 계산법을 참고하여 수축률을 계산하였다.

성능/효과

본 연구에서는 UV 경화기를 사용한 수축률 연구는 다음과 같은 결론을 얻었다. 3D 프린팅용 UV 경화 수지는 UV 경화시간이 길어질수록 수축률이 증가하였으나 그룹간 차이는 없었으며, 구강 내 수축률을 분석하기 위해서 시편을 항온수조에 침적하였을 경우 침적하는 시간이 길어질수록 수분을 흡수함으로써 팽창하였다. 본 연구 기반으로 UV 경화 수지의 수축률과 구강 내 환경을 고려한 팽창 연구도 지속적으로 이루어져야 한다고 판단된다.
항온수조에 3일 및 7일간 침적하였을 경우 수축률이 감소한 현상이 나타났다. Cho & Lee(2008)에 의하면 레진계열 임시수복재는 24시간 이내 급격하게 수화 팽창이 일어난다고 하였으며, 7일간 수분을 흡수함으로 써 0.
항온수조에 침적하지 않고 측정한 세 집단과 항온수 조에 침적 후 측정한 세 집단 중에서 5M 집단의 수축률이 가장 작게 나타났으며, 30M 집단의 수축률이 가장 크게 나타났다. Shin 등(2018)에 의하면 3D 프린팅으로 출력 후 후경화 처리에 따라서 추가적인 수축이 발생한다고 하였다.

후속연구

5 mm, 지름 6 mm로 제작한 다음 변위 측정 센서를 이용하여 축 방향의 중합수축을 측정하고 이를 체적 수축 으로 계산하는 방법이다(Watt & Cash, 1991; Cho & Lee, 2008). 그러나 본 연구에서 사용한 UV 경화 수지는 두께를 0.5 mm, 지름 6 mm로 제작할 경우 UV 경화 과정에서 과도하게 휘어지는 현상이 발생하여 Watt 이 고안한 측정법에 한계가 있었다. 본 연구에서는 ISO 4049에서 레진계열 UV 경화 깊이 측정과 ASTM C 326 세라믹계열 선형수측 계산 방법을 사용하여 측정 하였다.
특히 프린팅 후에 UV 경화기를 사용하여 후경화(post curing) 과정도 진행하기 때문에 수축률에도 영향을 미칠 것으로 판단된다. 따라서 UV 경화 수지는 UV 조사에 따른 민감하게 반응함으로써 UV 조사량에 대한 수축률 연구가 필요하다고 생각한다.
향후 연구에서는 치과용 3D 프린터를 사용하여 임시 수복물인 인레이, 단일 금관, 교의치 금관 등을 제작한 다음 수축변형 연구가 필요하다. 또한 UV 기존의 대중적으로 사용하고 있는 자가중합레진과의 수축변형률 비교 평가분석도 진행할 필요가 있다.
3D 프린팅용 UV 경화 수지는 UV 경화시간이 길어질수록 수축률이 증가하였으나 그룹간 차이는 없었으며, 구강 내 수축률을 분석하기 위해서 시편을 항온수조에 침적하였을 경우 침적하는 시간이 길어질수록 수분을 흡수함으로써 팽창하였다. 본 연구 기반으로 UV 경화 수지의 수축률과 구강 내 환경을 고려한 팽창 연구도 지속적으로 이루어져야 한다고 판단된다.
Lee 등(2010) 문헌에서는 PMMA 주성분으로 하는 수지의 수분에 노출이 많을수록 낮은 굴곡강도를 보였으며, 흡수된 수분이 중 합물질에 가소성 효과를 일으켜 중합체의 기계적 및 물리적 성질은 낮추게 한다고 하였다. 선행연구와 본 연구를 통해 수축, 팽창에 따라서 기계적 평가는 새로운 연구로 증명되어야 할 것으로 생각된다.
본 연구를 진행하면서 몇 가지 한계점이 존재한다. 임상에서 사용하고 있는 치과용 3D 프린터를 사용하지 않고 UV 경화기만을 사용하였으며, 보편적으로 사용하는 수지계열의 측정법을 사용하지 않고 수축률 평가에 있어 일반화에 한계가 있다.
향후 연구에서는 치과용 3D 프린터를 사용하여 임시 수복물인 인레이, 단일 금관, 교의치 금관 등을 제작한 다음 수축변형 연구가 필요하다. 또한 UV 기존의 대중적으로 사용하고 있는 자가중합레진과의 수축변형률 비교 평가분석도 진행할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	치과 3D 프린팅 장비의 분류는?	, 2018a ). 치과 3D 프린팅 장비의 분류는 UV(ultraviolet)중합, 재료압출, 고에너지를 사용한 선택적 조사 방식 등이 사용하고 있다. UV 중합형은 DLP(digital light processing) 와 SLA(stereolithography) 방식, 재료압출식 은 FDM(fused deposition modeling)방식, 선택적 레이저 조사는 SLS(selective laser sintering)와 SLM(selective laser melting)방식으로 분류된다(Kim et al.
	선택적 조사 방식의 문제점은?	최근 치과분야에서 사용되고 있는 FDM 방식은 고온에 필라멘트 레진을 녹여서 사용하나 적층 두께가 크기 때문에 표면조도의 영향을 미친다. 선택적 조사 방식은 주조과정을 거치지 않고 고온의 레이저와 금속파우더 재료를 채택하여 사용하기 때문에 보철물 제작 공정과정을 줄일 수 있으나 높은 운영비용으로 사용 한계가 있다. 다양한 3D 프린팅 방식들이 소개되고 있으나 정밀성 및 경제성 상황을 고려하여 UV 중합형인 DLP와 SLA 방식으로 채택하여 사용하고 있다(Lin et al.
	UV 경화 수지를 이용한 임시 치아의 사용 빈도가 높은 이유는?	치과용 3D 프린팅 UV 경화 수지는 임시치아, 의치용 인공치, 영구 보철물 등 제작이 가능하며 주로 임시 치아용으로 사용 빈도가 높은 추세이다. 대부분의 치과 환자는 당일 치과에 방문하여 진단에서 최종 영구 보철물까지 치료를 받기는 원하지만 기술적인 한계가 있으므로 임시치아를 수복을 한다. 일반적으로 임시치아는 영구치를 제작함에 있어 보통 구강 내에서 7일을 넘지 않게 사용한다(Park & Park, 2013).

참고문헌 (20)

ASTM C 326. Standard test method for drying and firing shrinkages of ceramic whiteware clays. 2009.
Cho NY, Lee IB. Polymerization shrinkage, hygroscopic expansion and microleakage of resin-based temporary filling materials. Restor Dent Endod, 33, 115-124, 2008.
Do HS, Kim DJ, Kim HJ. Application of UVcurable materials. JAIK, 4, 41-51, 2003.
Endruweit A, Johnson MS, Long AC. Curing of composite components by ultraviolet radiation: A review. Polym compos, 27(2), 119-128, 2006.

상세보기
Feilzer AJ, de Gee AJ, Davidson CL. Increased wall to wall curing contraction in thin bonded resin layers. J of Dent Res, 68, 48-50, 1989.

상세보기
Gjelvold B, Mahmood DJH, Wennerberg A. Accuracy of surgical guides from 2 different desktop 3D printers for computed tomography-guided surgery. J Prosthet Dent, 121(3), 498-503, 2019.

상세보기
Iga M, Takeshige F, Ui T, Torii M, Tsuchitani Y. The Relationship between polymerization shrinkage measured by a modifed dilatometer and the inorganic filler content of light-cured composites. Dent Mater, 10, 38-45, 1991.

상세보기
ISO 4049. International Organization for Standardization. Dentistry-Polymerbased filling, restorative and luting materials. 2009.
Kim DY, Kim JH, Kim HY, Kim WC. Comparison and evaluation of marginal and internal gaps in cobalt-chromium alloy copings fabricated using subtractive and additive manufacturing. J Prosthodont Res, 62, 56-64, 2017.
Kim DY, Jeong ID, Kim JH, Kim HY, Kim WC. Reproducibility of different coping arrangements fabricated by dental microstereolithography: Evaluation of marginal and internal gaps in metal copings. J Dent Sci, 13, 220-225, 2018a.

상세보기
Kim MS, Kim WG, Kang W. Evaluation of the accuracy of provisional restorative resins fabricated using dental 3D printers. J Korean Soc Dent Hyg, 19, 1089-1097, 2019.
Kim SB, Kim NH, Kim JH, Moon HS. Evaluation of the fit of metal copings fabricated using stereolithography. J Prosthet Dent, 120(5), 693-698, 2018b.

상세보기
Lee HY, Im YG, Kim BG, Lim HS, Kim JH. The effect of water immersion on the surface strength and the flexural strength of the acrylic resin for occlusal appliances. J Oral Med Pain, 35(1), 75-81, 2010.
Lin WS, Harris BT, Pellerito J, Morton D. Fabrication of an interim complete removable dental prosthesis with an inoffice digital light processing threedimensional printer: a proof-of-concept technique. J Prosthet Dent, 120(3), 331-334, 2018.

상세보기
Park JH, Choi NS. Polymerization shrinkage distribution of a dental composite during dental restoration observed by digital image correlation method. Compos Res, 30, 393-398, 2017.
Park JS, Park MG. Effect of aging treatment on the flexural properties of polymer provisional restoration materials. Korean J Dent Mater, 40, 215-221, 2013.
Revilla Leon M, Ozcan M. Additive manufacturing technologies used for processing polymers: current status and potential application in prosthetic dentistry. J Prosthodont, 28(2), 146-158, 2019.

상세보기
Shin DH, Park YM, Park SH. Correlation between UV-Dose and shrinkage amounts of postcuring process for precise fabrication of dental model using DLP 3D printer. J Korean Soc Manuf Process Eng, 17, 47-53, 2018.
Watts DC, Cash AJ. Determination of polymerization shrinkage kinetics in visible-light-cured materials: methods development. Dent Mater, 7, 281-287, 1991.

상세보기
Yang HS, Park SW, Lim HP, Yun KD, Park C, Lee DY. Proposal of practical digital implant treatment protocol: A case report. J Kor Dent Assoc, 57, 529-533, 2019.

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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